宇宙科学技術連合講演会北九州国際会議場 nov. 10, 2006

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Nov. 10, 2006Nov. 10, 2006

坂井丈泰、福島荘之介、武市昇、伊藤憲電子航法研究所

坂井丈泰、福島荘之介、武市昇、伊藤憲電子航法研究所

準天頂衛星サブメータ級補強信号のエフェメリスメッセージ

準天頂衛星サブメータ級補強信号のエフェメリスメッセージ

Nov. 2006 - ENRINov. 2006 - ENRI

SSLIDELIDE 22IntroductionIntroduction

• 準天頂衛星システムの開発が進められている：準天頂衛星システムの開発が進められている：– 当面は１機を打ち上げ（当面は１機を打ち上げ（ 20092009 年を予定）、実証試験を目指す。年を予定）、実証試験を目指す。– GPSGPS補完信号（補完信号（ L1C/L2C/L5L1C/L2C/L5 ）・補強信号（）・補強信号（ L1-SAIFL1-SAIF 他）を放他）を放送。送。

– サブメータ級補強信号（サブメータ級補強信号（ L1-SAIFL1-SAIF ）は、）は、 ICAO SBASICAO SBASと互換の信と互換の信号形式により号形式により GPSGPSに対する広域補強情報（ディファレンシャルに対する広域補強情報（ディファレンシャル補正およびインテグリティ情報）を放送する。補正およびインテグリティ情報）を放送する。

– L1-SAIFL1-SAIF 信号のメッセージ形式を検討中信号のメッセージ形式を検討中。。

• 補強信号のためのエフェメリス情報：補強信号のためのエフェメリス情報：– L1-SAIFL1-SAIF 信号は測距にも利用可能。ただし、測位に使うには信号は測距にも利用可能。ただし、測位に使うには準天準天頂衛星のエフェメリス情報頂衛星のエフェメリス情報が必要。が必要。

– エフェメリス情報を放送するためのメッセージ形式を設計した。エフェメリス情報を放送するためのメッセージ形式を設計した。– １メッセージに収まる１メッセージに収まる 212212 ビットのデータサイズで、ビットのデータサイズで、 1515 分以上分以上にわたり有効なエフェメリス情報を放送可能との見通しを得た。にわたり有効なエフェメリス情報を放送可能との見通しを得た。


SSLIDELIDE 33準天頂衛星の軌道準天頂衛星の軌道

楕円軌道楕円軌道

低軌道衛星（低軌道衛星（ LEOLEO））NNSSNNSS（極軌道）（極軌道）

傾斜地球同期軌道（傾斜地球同期軌道（ IGSOIGSO ））＝８の字軌道＝８の字軌道

中軌道衛星（中軌道衛星（ MEOMEO））GPS, GLONASS, GalileoGPS, GLONASS, Galileo

静止軌道（静止軌道（ GEOGEO））高度高度 35,786km35,786km

SBASSBAS

地球地球

9090 180180

-60-60

00

6060

Longitude, degLongitude, deg

Latitude, deg

Latitude, deg

• 東経東経 140140度を中心に配置し度を中心に配置した場合の地上軌跡の例た場合の地上軌跡の例

• 離心率離心率 00、軌道傾斜角、軌道傾斜角 5555度度


SSLIDELIDE 44

• 我が国全域を対象としたディファレンシャル補正情報：我が国全域を対象としたディファレンシャル補正情報：– 広域ディファレンシャル広域ディファレンシャル GPSGPS （（ WADGPSWADGPS ）。）。– ベクトル補正方式：衛星軌道、クロック、電離層伝搬遅延をそれぞベクトル補正方式：衛星軌道、クロック、電離層伝搬遅延をそれぞ

れ別々に補正。れ別々に補正。– 補強対象：補強対象： GPSGPS 、準天頂衛星、（ガリレオ）。目標精度＝、準天頂衛星、（ガリレオ）。目標精度＝ 1m1m 。。– すでに実用化されているすでに実用化されている SBASSBAS をベースとして開発。をベースとして開発。

• GPS L1GPS L1 周波数周波数で放送：で放送：– GPSGPS と同一のアンテナ・フロントエンドで受信可能。と同一のアンテナ・フロントエンドで受信可能。– 測距信号として利用可能測距信号として利用可能。。 – L1-SAIFL1-SAIF 信号信号（（ Submeter-class Augmentation with Integrity FunctioSubmeter-class Augmentation with Integrity Functio

nn ）。）。

• インテグリティ情報あり：インテグリティ情報あり：– 信頼性の高い位置情報を提供。信頼性の高い位置情報を提供。

サブメータ級補強信号（サブメータ級補強信号（ L1-L1-SAIFSAIF ））


SSLIDELIDE 55

• L1-SAIFは、 L1-C/Aの機能をすべて含む。• L1-C/Aであっても、既存受信機では受信できない（ PRNコードや航法メッセージが GPSとは異なる）。

測距信号既存受信機で受信可

測距機能

測位機能軌道・クロック情報

ディファレンシャル補正

インテグリティ情報

災害情報等放送

安全・緊急応用

TTFF改善

L1C信号（補完信号）

L1-SAIF信号

（補強信号）L1-C/A信号

（補完信号）

×

△（要改修）△

（要改修）

◎

○（ L1-C/Aと同じ）

○

○

○

○

×

◎（ 1mより良い）

×

×（他衛星は不可）

○（全衛星が対象）

×

×

◎

×

×

○

×

信号の種類

（参考）MSAS（補強信号）

○（ SBAS対応受信機）

○（ L1-C/Aと同じ）

○ ○ × ◎ ×

補完信号と補強信号補完信号と補強信号

今回の検討対象今回の検討対象


SSLIDELIDE 66L1-SAIFL1-SAIF メッセージの設計方針メッセージの設計方針• 前提条件：

– サブメータ級の測位精度が実現可能。– SBASに対して可能な限りの互換性。

• 既存 SBAS受信機は、 L1-SAIF信号は受信しない。– PRNコードが異なるので、受信できない：誤動作の恐れはない。

• 現行 SBASメッセージに対して完全上位互換とする。– クロック・軌道補正等の基本的な補強情報は、 SBASと同一のメッセージとする：処理プログラムの共通化。

– L1-SAIF対応受信機は、同一の処理ルーチンで SBASメッセージも処理できる： L1-SAIFに対応すれば、 SBASにも自動的に対応する。

– メッセージの変更はしない。追加により対応。– 追加メッセージは電離層遅延補正および追加機能（ QZSエフェメリスなど）で定義・利用。数個程度を想定。


SSLIDELIDE 77

プリアンブルプリアンブル88ビットビット

メッセージタイプメッセージタイプ66ビットビット

データ領域データ領域212212ビットビット

CRCCRCコードコード2424ビットビット

250ビットメッセージメッセージタイプタイプ

00

11

22～～ 55

66

77

99

1010

1212

1717

1818

内　容内　容テストモード（使用不可）テストモード（使用不可）PRNPRN マスク情報マスク情報高速補正（高速補正（ FC+UDREFC+UDRE））インテグリティ情報（インテグリティ情報（ UDREUDRE））高速補正の劣化係数高速補正の劣化係数GEOGEO航法メッセージ航法メッセージ劣化係数劣化係数SBASSBAS 時刻情報時刻情報

GEOGEOアルマナックアルマナックIGPIGP マスク情報マスク情報

更新間隔更新間隔（秒）（秒）

66

120120

6060

66

120120

120120

120120

300300

300300

300300

2424

2525

2626

2727

2828

6363

高速補正・長期補正高速補正・長期補正長期補正長期補正電離層遅延補正（電離層遅延補正（ +GIVE+GIVE））SBASSBASサービスメッセージサービスメッセージクロック・軌道情報共分散クロック・軌道情報共分散NULLNULLメッセージメッセージ

66

120120

300300

300300

120120

——

メッセージメッセージタイプタイプ内　容内　容更新間隔更新間隔

（秒）（秒）

SBASSBAS メッセージメッセージ


SSLIDELIDE 88

• 補強信号を測距に使うには、エフェメリス情報が必要補強信号を測距に使うには、エフェメリス情報が必要。。• QZSQZS補完信号に含まれる（補完信号に含まれる（ QZSQZS自身の）エフェメリス情報：自身の）エフェメリス情報：

– L1 C/AL1 C/A ：： Legacy NAVLegacy NAV メッセージ（メッセージ（ 50bps50bps ）。）。– L2CL2C ：： CNAVCNAVメッセージ（メッセージ（ MTMT 方式）方式）– L5L5 ：： CNAVCNAVメッセージ（メッセージ（ MTMT 方式）方式）– L1CL1C ：： CNAV-2CNAV-2 メッセージ（メッセージ（ MTMT 方式）　　いずれも方式）　　いずれも JAXAJAXAが作が作

成・放送成・放送

• オプション（１）：エフェメリスを放送しないオプション（１）：エフェメリスを放送しない– L1 C/AL1 C/A 、、 L2CL2C 、、 L5L5 、、 L1CL1C のいずれかのエフェメリスを使うことのいずれかのエフェメリスを使うことにする。にする。

– L1-SAIFL1-SAIF 信号を補完信号と独立して利用することはできない。信号を補完信号と独立して利用することはできない。– エフェメリスのためのメッセージは不要。エフェメリスのためのメッセージは不要。

• オプション（２）：エフェメリスを放送する　←こちらとオプション（２）：エフェメリスを放送する　←こちらとするする

– L1-SAIFL1-SAIF 信号だけで測距が可能。補完信号を受信しなくてよい。信号だけで測距が可能。補完信号を受信しなくてよい。– エフェメリスを送るためのメッセージを新設する必要がある。エフェメリスを送るためのメッセージを新設する必要がある。

QZSQZS エフェメリスエフェメリス


SSLIDELIDE 99

• 可能な限り可能な限り１メッセージ（１メッセージ（ 212212ビット）ビット）に納める：に納める：– 長期補正情報（分解能長期補正情報（分解能 12.5cm12.5cm ）との組合せを前提としてもよい。）との組合せを前提としてもよい。

• 少なくとも少なくとも 1515分程度分程度にわたり有効な情報とする：にわたり有効な情報とする：– エフェメリスが更新されると長期補正情報も変更となる。エフェメリスが更新されると長期補正情報も変更となる。– 速度・加速度方式の場合は速度・加速度方式の場合は 1515 分にわたる積分を考慮。分にわたる積分を考慮。 1515 分後に分後に

30cm=1ns30cm=1ns 程度以内の積分誤差としたい。程度以内の積分誤差としたい。– ただし、アベイラビリティ確保のため、更新がなくても毎分ただし、アベイラビリティ確保のため、更新がなくても毎分 11 回程回程度は放送する。度は放送する。

• サブメータ級測位に必要な分解能を持たせる：サブメータ級測位に必要な分解能を持たせる：– 長期補正情報の分解能は長期補正情報の分解能は 12.5cm12.5cm 。これより細かい必要はない。。これより細かい必要はない。

• クロック補正値については、クロック補正値については、 ±1ms±1msまでカバーする：までカバーする：– 衛星の測位ペイロード製造サイドの要請。衛星の測位ペイロード製造サイドの要請。

エフェメリスメッセージ設計方針エフェメリスメッセージ設計方針


SSLIDELIDE 1010

• 人工衛星の運動は、人工衛星の運動は、ケプラーの法則ケプラーの法則に従う。に従う。• 楕円軌道は楕円軌道はケプラーの６要素ケプラーの６要素で表現できる。で表現できる。 GPSGPS航法メ航法メッセージでは、摂動項を追加した１５要素が放送される。ッセージでは、摂動項を追加した１５要素が放送される。

• 軌道パラメータは軌道パラメータは MCSMCS（主制御局）が推定・予測し、１（主制御局）が推定・予測し、１日に１回衛星にアップロードされる。日に１回衛星にアップロードされる。

• 各各 GPSGPS衛星は、衛星は、自身の軌道パラメータ（エフェメリス）自身の軌道パラメータ（エフェメリス）を放送している。さらに、を放送している。さらに、アルマナックアルマナックとして全衛星のとして全衛星の概略の軌道パラメータも放送。概略の軌道パラメータも放送。

• GLONASSGLONASSおよびおよび SBASSBASでは、では、 ECEFECEF 直交座標値を直接直交座標値を直接放送放送する。する。 GLONASSGLONASSは周回衛星なので、定常加速度をは周回衛星なので、定常加速度を省いた摂動項のみを放送。省いた摂動項のみを放送。

人工衛星の軌道の表現人工衛星の軌道の表現


SSLIDELIDE 1111

（１）楕円の形状を長半径（１）楕円の形状を長半径 a,a,離心率離心率 e e で決める。で決める。（２）慣性系に対する軌道面の方向を軌道傾斜角（２）慣性系に対する軌道面の方向を軌道傾斜角 i,i, 昇交点赤経昇交点赤経で与で与

える。える。（３）近地点引数（３）近地点引数により、軌道面内における楕円の向きを指定する。により、軌道面内における楕円の向きを指定する。（４）エポック時点における衛星の位置を真近点角（４）エポック時点における衛星の位置を真近点角により与える。により与える。

近地点

aei

長半径離心率軌道傾斜角昇交点赤経近地点引数真近点角

衛星

春分点方向赤道面

昇交点

ケプラー軌道の６要素ケプラー軌道の６要素


SSLIDELIDE 1212

項目項目

ttococ

ttoeoe

aaf0f0

aaf1f1

aaf2f2

MM00

00

ii00

nn

ee

ビット数ビット数

1616

1616

2222

1616

88

3232

3232

3232

3232

1616

3232

内容内容

エポック時刻エポック時刻


クロック補正クロック補正



平均近点角平均近点角

昇交点赤経昇交点赤経

近地点引数近地点引数

軌道傾斜角軌道傾斜角

補正値補正値

離心率離心率

項目項目

sqrt Asqrt A

dot dot

dot idot i

CCrcrc

CCrsrs

CCucuc

CCusus

CCicic

CCicic

合計合計

ビット数ビット数

3232

2424

1414

1616

1616

1616

1616

1616

1616

420420

内容内容

軌道長半径軌道長半径

の変化率の変化率

iiの変化率の変化率

補正値補正値

補正値補正値

補正値補正値

補正値補正値

補正値補正値

補正値補正値

ＧＰＳのエフェメリス情報ＧＰＳのエフェメリス情報


SSLIDELIDE 1313

項目項目ttbb

nn(t(tbb))

nn(t(tbb))

XXnn(t(tbb))

YYnn(t(tbb))

ZZnn(t(tbb))

dXdXnn(t(tbb))

dYdYnn(t(tbb))

dZdZnn(t(tbb))

ddXddXnn(t(tbb))

ビット数ビット数77

2222

1111

2727

2727

2727

2424

2424

2424

55

範囲範囲1515～～ 1425 min1425 min

±2±2--99 s s

±2±2--3030 s/s s/s

±27000 km±27000 km

±27000 km±27000 km

±27000 km±27000 km

±4.3 km/s±4.3 km/s

±4.3 km/s±4.3 km/s

±4.3 km/s±4.3 km/s

±6.2 ±6.2 m/sm/s22

ddYddYnn(t(tbb)) 55 ±6.2 ±6.2 m/sm/s22

ddZddZnn(t(tbb)) 55 ±6.2 ±6.2 m/sm/s22

合合合合 208208

分解能分解能15 min15 min

22--3030 s s

22--4040 s/s s/s

22--1111 km km

22--1111 km km

22--1111 km km

22--2020 km/s km/s

22--2020 km/s km/s

22--2020 km/s km/s

22--3030 km/s km/s22

22--3030 km/s km/s22

22--3030 km/s km/s22

内容内容エポック時刻エポック時刻

クロック補正（クロック補正（ 00 次）次）クロック補正（クロック補正（ 11 次）次）

ECEFECEF 座標座標（（ PZ-90PZ-90））

速度速度

加速度加速度（摂動項のみ）（摂動項のみ）

• 数値積分が必要。加速度の摂動項以外については、数値積分が必要。加速度の摂動項以外については、 ICDICDに計算方法の記載があに計算方法の記載がある。る。

ＧＬＯＮＡＳＳのエフェメリス情報ＧＬＯＮＡＳＳのエフェメリス情報


SSLIDELIDE 1414

項目項目tt0,GEO0,GEO

URAURA

XXGG

YYGG

ZZGG

dXdXGG

dYdYGG

dZdZGG

ddXGddXG

ddYGddYG


44

3030

3030

2525

1717

1717

1818

1010

1010

範囲範囲00～～ 86384 s86384 s

00～～ 1515

±42950 km±42950 km

±42950 km±42950 km

±6710 km±6710 km

±40.96 m/s±40.96 m/s

±40.96 m/s±40.96 m/s

±524.288 m/s±524.288 m/s

±6.4 mm/s±6.4 mm/s22

±6.4 mm/s±6.4 mm/s22

ddZGddZG 1010 ±32 mm/s±32 mm/s22

aaGf0Gf0 1212 ±0.9537 ±0.9537 ss

aaGf1Gf1 88 ±0.11642 ns/s±0.11642 ns/s

合合合合 204204

分解能分解能16 s16 s

ーー

0.08 m0.08 m

0.08 m0.08 m

0.4 m0.4 m

0.625 mm/s0.625 mm/s

0.625 mm/s0.625 mm/s

4 mm/s4 mm/s

12.5 12.5 m/sm/s22

12.5 12.5 m/sm/s22

62.5 62.5 m/sm/s22

22--3131 s s

22--4040 s/s s/s

内容内容エポック時刻エポック時刻測距精度測距精度

ECEFECEF 座標座標（（ WGS-84WGS-84））

速度速度

加速度加速度


ＳＢＡＳのエフェメリス情報ＳＢＡＳのエフェメリス情報


SSLIDELIDE 1515

• GPSGPS 方式（６要素）：方式（６要素）：– 長時間にわたり有効長時間にわたり有効なエフェメリス情報を提供できる。なエフェメリス情報を提供できる。– 補正値のビット数を減らせば、全体のビット数を抑えられる可能性あ補正値のビット数を減らせば、全体のビット数を抑えられる可能性あり。この場合、位置精度がどのような性質となるか要検討。それにしり。この場合、位置精度がどのような性質となるか要検討。それにしても半減できるかどうか？ても半減できるかどうか？

– JAXAJAXA から受け取る軌道情報はから受け取る軌道情報は ITRF2000ITRF2000 の座標値なので、整合しなの座標値なので、整合しない。い。

– 補完信号のエフェメリスをそのままコピーしてもよい。補完信号のエフェメリスをそのままコピーしてもよい。

• GLONASSGLONASS 方式・方式・ SBASSBAS 方式（方式（ ECEFECEF 座標値）：　座標値）：　←こちら←こちらを採用を採用

– 所要ビット数が少なく、所要ビット数が少なく、１メッセージに収まる可能性１メッセージに収まる可能性がある。がある。– JAXAJAXA から受け取る軌道情報をもとにエフェメリスを作成できる。まから受け取る軌道情報をもとにエフェメリスを作成できる。また、た、広域補正プログラムが計算する衛星位置とも整合広域補正プログラムが計算する衛星位置とも整合する。する。

– 時間の経過に対する時間の経過に対する位置精度の劣化の程度（積分誤差）位置精度の劣化の程度（積分誤差）について要検について要検討。討。

– 数値積分が必要で、任意の時刻の衛星位置を計算するには若干手間数値積分が必要で、任意の時刻の衛星位置を計算するには若干手間（あるいは時間）がかかる。（あるいは時間）がかかる。

各方式の比較各方式の比較


SSLIDELIDE 1616

（離心率（離心率 = 0.1= 0.1））

※※加速度は摂動項のみ加速度は摂動項のみ

Ｘ座標Ｘ座標YY 座標座標ZZ 座標座標

QZSQZS の位置・速度・加速度の位置・速度・加速度


SSLIDELIDE 1717

（波打ちタイプ）（波打ちタイプ）

• エポック時刻における初期値の精度エポック時刻における初期値の精度は良いが、時間の経過とともに位置は良いが、時間の経過とともに位置誤差が増大する。誤差が増大する。

• ディファレンシャル補正をしても、ディファレンシャル補正をしても、すぐに再度の補正が必要となる。すぐに再度の補正が必要となる。

（定常タイプ）（定常タイプ）

• エポック時刻における初期値に誤差エポック時刻における初期値に誤差が含まれるが、時間が経過してもそが含まれるが、時間が経過してもその誤差があまり変化しない。の誤差があまり変化しない。

• ディファレンシャル補正情報の有効ディファレンシャル補正情報の有効期限が長い。期限が長い。

こちらのタイプを目指すこちらのタイプを目指す

衛星位置誤

差 →

衛星位置誤

差 →


衛星位置誤

差 →

衛星位置誤

差 →


エフェメリス情報の性質エフェメリス情報の性質


SSLIDELIDE 1818

• クロック補正（クロック補正（ 00 次）：次）： aaQf0Qf0

– GPSGPS ・・ SBASSBAS はは 22--3131s = 14cms = 14cm 、、 GLONASSGLONASS はは 22--3030s = 28cm s = 28cm の分の分解能。解能。

– サブメータ級なので、エフェメリスとしてはサブメータ級なので、エフェメリスとしては GLONASSGLONASS 程度の分程度の分解能で十分。解能で十分。

– 衛星サイドの要請により、衛星サイドの要請により、 ±1ms±1ms の補正範囲をカバーしたい。の補正範囲をカバーしたい。– loglog22 (10 (10--33/2/2--3030) = 21 ) = 21 より、符号を入れるとより、符号を入れると 2222 ビットビットが必要。が必要。

• クロック補正（クロック補正（ 11 次）：次）： aaQf1Qf1

– GPSGPS はは 22--4343s/s = 1.137×10s/s = 1.137×10--1313s/ss/s 、、 GLONASSGLONASS ・・ SBASSBAS はは 22--4040s/s = s/s = 9.095×109.095×10--1313s/s s/s の分解能。の分解能。

– 1515 分間分間 =900=900 秒間で秒間で 30cm30cm の変化に相当するクロックドリフト量の変化に相当するクロックドリフト量は、およそは、およそ 1ns/900s = 101ns/900s = 10--1212s/ss/s 。これは。これは GLONASSGLONASS ・・ SBASSBAS の分の分解能とほぼ同じ。解能とほぼ同じ。

– GPSGPS と同様、と同様、 ±3.725ns/s ±3.725ns/s の補正範囲をカバーする。の補正範囲をカバーする。– loglog22 (3.725×10 (3.725×10--99/2/2--4040) = 12 ) = 12 より、より、 1313 ビットビットが必要。が必要。

クロック補正情報クロック補正情報


SSLIDELIDE 1919衛星位置情報（位置）衛星位置情報（位置）• 衛星位置：衛星位置： XXQQ, Y, YQQ, Z, ZQQ

– 「遠地点位置」（軌道傾斜角「遠地点位置」（軌道傾斜角 4545 度）をカバーするためには、離心度）をカバーするためには、離心率率 0.30.3 まで考慮してもまで考慮しても ±38759km±38759km 程度の範囲を表現できればよい。程度の範囲を表現できればよい。

– サブメータ級測位のためにはサブメータ級測位のためには 20cm20cm 程度の分解能が必要。ただし、程度の分解能が必要。ただし、補正情報の適用が前提であれば、補正情報の適用が前提であれば、 GPSGPSと同様のと同様の 11 ～～ 3m3m程度の精程度の精度でもよい。度でもよい。

– SBASSBASエフェメリス（エフェメリス（ 3030 ビット、分解能ビット、分解能 0.08m0.08m ）を参考に、）を参考に、分解分解能能 1.28m1.28m 、、 2626 ビットビットとする。とする。

離心率離心率

00

0.10.1

0.20.2

0.30.3

0.40.4

遠地点距離（遠地点距離（ kmkm））

4216442164

4638146381

5059750597

5481354813

5903059030

赤道面における赤道面における遠地点位置（遠地点位置（ kmkm））

2981529815

3279632796

3577735777

3875938759

4174041740

近地点速度（近地点速度（ m/sm/s ））

30753075

33993399

37663766

41904190

46974697


SSLIDELIDE 2020衛星位置情報（速度・加速度）衛星位置情報（速度・加速度）• 衛星速度：衛星速度： dXdXQQ, dY, dYQQ, dZ, dZQQ

– 最大速度（近地点速度）は、離心率最大速度（近地点速度）は、離心率 0.30.3 まで考慮してもまで考慮しても ±4190m/s±4190m/sまでカバーすればよい。までカバーすればよい。

– 1515 分間分間 =900=900 秒間で秒間で 30cm30cm の位置誤差に相当する速度変化は、およの位置誤差に相当する速度変化は、およそそ 30cm/900s = 0.333mm/s30cm/900s = 0.333mm/s 。。

– loglog22 (4190/0.5×10 (4190/0.5×10--33) = 23 ) = 23 より、符号を入れるとより、符号を入れると 2424 ビットビットが必要。が必要。

• 衛星加速度：衛星加速度： ddXddXQQ, ddY, ddYQQ, ddZ, ddZQQ

– GLONASSGLONASS 方式を採用することとすると、地球重力ポテンシャル方式を採用することとすると、地球重力ポテンシャルを除いた摂動項のみを考慮すればよい。を除いた摂動項のみを考慮すればよい。

– 1515 分間分間 =900=900 秒間で秒間で 30cm30cm の位置誤差に相当する加速度変化は、おの位置誤差に相当する加速度変化は、およそよそ 2×30cm/900s/900s = 0.7412×30cm/900s/900s = 0.741m/sm/s22 。。

– GLONASSGLONASS ではでは ±6.2±6.2m/sm/s22 の範囲。準天頂衛星は軌道半径が大きの範囲。準天頂衛星は軌道半径が大きく、衛星本体も大型なことから、く、衛星本体も大型なことから、 ±32±32m/sm/s22 まで広げておくこととまで広げておくこととした。した。

– loglog22 (32×10 (32×10--66/2×10/2×10--66) = 4 ) = 4 より、符号を入れるとより、符号を入れると 55 ビットビットが必要。が必要。


SSLIDELIDE 2121エポック時刻などエポック時刻など• エポック時刻：エポック時刻： tt0,Q0,Q

– SBASSBASはは 1313 ビットによりビットにより 00 ～～ 8640086400 秒を秒を 1616 秒単位で表現。秒単位で表現。– QZSSQZSSは周回衛星なので、エポック時刻はメッセージ送信時刻と大は周回衛星なので、エポック時刻はメッセージ送信時刻と大きく違わないものと思われる。きく違わないものと思われる。 8640086400 秒（１日）まで表現できる必秒（１日）まで表現できる必要はない。要はない。

– 6060 秒の分解能で秒の分解能で 00 ～～ 1074010740 秒（３時間）を表現することとすると、秒（３時間）を表現することとすると、88 ビットビットですむ。ですむ。

– 88 ビットのエポック時刻がビットのエポック時刻が IODEIODE（軌道情報の発行番号）も兼ねる（軌道情報の発行番号）も兼ねることとする。こととする。

• URAURA– GPSGPS・・ SBASSBASで測距精度を表すで測距精度を表す 44 ビットビットの指標値。の指標値。– L1-SAIFL1-SAIF 信号を補正情報なしでも使用可能とするため、信号を補正情報なしでも使用可能とするため、 GPSGPS・・

SBASSBASと同じ内容のまま残すこととする。と同じ内容のまま残すこととする。


SSLIDELIDE 2222QZSQZS エフェメリスメッセージエフェメリスメッセージ

項目項目tt0,Q0,Q

aaQf0Qf0

aaQf1Qf1

XXQQ

YYQQ

ZZQQ

dXdXQQ

dYdYQQ

dZdZQQ

ddXddXQQ


2222

1313

2626

2626

2626

2424

2424

2424

55

範囲範囲00～～ 10740 s10740 s

±1.953 ms±1.953 ms

±3.725 ns/s±3.725 ns/s

±42950 km±42950 km

±42950 km±42950 km

±42950 km±42950 km

±4.194 km/s±4.194 km/s

±4.194 km/s±4.194 km/s

±4.194 km/s±4.194 km/s

±32 ±32 m/sm/s22

ddYddYQQ 55 ±32 ±32 m/sm/s22

ddZddZQQ 55 ±32 ±32 m/sm/s22

合合合合 212212

分解能分解能60 s60 s

22--3030 s s

22--4040 s/s s/s

1.28 m1.28 m

1.28 m1.28 m

1.28 m1.28 m

0.5 mm/s0.5 mm/s

0.5 mm/s0.5 mm/s

0.5 mm/s0.5 mm/s

2 2 m/sm/s22

2 2 m/sm/s22

2 2 m/sm/s22

内容内容エポック時刻エポック時刻


ECEFECEF 座標座標

速度速度

加速度加速度（摂動項のみ）（摂動項のみ）

URAURA 44 00～～ 1515 ーー測距精度指標測距精度指標


SSLIDELIDE 2323積分誤差の評価（３００秒）積分誤差の評価（３００秒）

• 積分誤差のみを評価。積分誤差のみを評価。• 各軸とも各軸とも ±10cm±10cm以下。以下。


SSLIDELIDE 2424積分誤差の評価（９００秒）積分誤差の評価（９００秒）

• XX 軸・軸・ YY 軸に周期的軸に周期的な変動が現れる。な変動が現れる。

• XX 軸・軸・ YY 軸は軸は±40cm±40cm、、 ZZ 軸につい軸についてはては ±30cm±30cm以下程度。以下程度。


SSLIDELIDE 2525回線容量の検討回線容量の検討内容内容

高速補正高速補正

長期補正長期補正

電離層補正電離層補正

対流圏補正対流圏補正

QZSQZSエフェメリスエフェメリス

高速補正劣化係数高速補正劣化係数

劣化係数劣化係数

PRNPRN マスクマスク

IGPIGP マスクマスク

C-EC-E共分散共分散

合　　　計合　　　計

タイプタイプ

22～～ 55

2525

2626

TBDTBD

TBDTBD

77

1010

11

1818

2828

放送周期放送周期

10 s10 s

60 s60 s

60 s60 s

60 s60 s

30 s30 s

60 s60 s

60 s60 s

60 s60 s

60 s60 s

60 s60 s

所要メッセージ数所要メッセージ数

33

44

22

44

11

11

11

11

22

1010

放送回数（毎分）放送回数（毎分）

1818

44

22

44

22

11

11

11

22

1010

4545

マ　ー　ジ　ンマ　ー　ジ　ン 1515


SSLIDELIDE 2626ConclusionConclusion

• 準天頂衛星準天頂衛星 L1-SAIFL1-SAIF補強信号のメッセージ形式を検討中：補強信号のメッセージ形式を検討中：– L1-SAIFL1-SAIF 信号を測位に使うには準天頂衛星のエフェメリス情報が必信号を測位に使うには準天頂衛星のエフェメリス情報が必要。要。

• 準天頂衛星用のエフェメリスメッセージを設計した：準天頂衛星用のエフェメリスメッセージを設計した：– GLONASSGLONASS 方式（方式（ ECEFECEF 座標値を直接放送、数値積分により衛星位座標値を直接放送、数値積分により衛星位置を計算する）を採用。置を計算する）を採用。

– １メッセージ＝１メッセージ＝ 212212 ビットに収まるデータ量で、ビットに収まるデータ量で、 1515 分以上にわたり分以上にわたり有効なエフェメリス情報が得られる。有効なエフェメリス情報が得られる。

– 1515 分間の積分誤差は分間の積分誤差は ±40cm±40cm 程度の見込み。程度の見込み。

• 今後の検討課題：今後の検討課題：– 対流圏補正・電離層補正のメッセージ形式検討。対流圏補正・電離層補正のメッセージ形式検討。– L1-SAIF ICDL1-SAIF ICD （インターフェース管理文書）：補完信号と一体の文（インターフェース管理文書）：補完信号と一体の文

書として作成作業中。書として作成作業中。

宇宙科学技術連合講演会 北九州国際会議場 nov. 10, 2006

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宇宙科学技術連合講演会北九州国際会議場 nov. 10, 2006