(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する３つの傾斜楕円軌道上に、それぞれ位相が１２０度異なる衛星を１機ずつ、合計３機を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する６つの傾斜円軌道上に、それぞれ位相が６０度異なる衛星を１機ずつ、合計６機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、
上記傾斜楕円軌道と傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、
上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後４時間の計８時間を動作時間とし、上記３機の衛星を順次利用することで少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、
上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記６機の衛星のうち少なくとも３機が常に動作している状態にあり、
上記動作している傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の合計４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うことを特徴とする高高度傾斜軌道衛星通信測位システム。
【請求項２】
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも３つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計３機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧４の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧４の自然数）機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、
上記傾斜楕円軌道と傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、
上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記３機以上の衛星を順次利用することで少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、
上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧４の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、
上記動作している傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うことを特徴とする高高度傾斜軌道衛星通信測位システム。
【請求項３】
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の半分で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも３つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計３機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、
上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の一つと上記傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、
上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記３機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点の一つに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、
上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、
上記動作している傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うことを特徴とする高高度傾斜軌道衛星通信測位システム。
【請求項４】
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の３分の２で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも６つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計６機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、
上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の一つと上記傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、
上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記６機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点の一つに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、
上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、
上記動作している傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うことを特徴とする高高度傾斜軌道衛星通信測位システム。
【請求項５】
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の半分で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも３つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計３機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える２つの傾斜円軌道衛星システムとを、
上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の２つと上記２つの傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度をそれぞれ一致させて用い、
上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記３機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点のそれぞれに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、
上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、
上記地上軌跡点と中心経度とを一致させたそれぞれの傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の動作している（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うことを特徴とする高高度傾斜軌道衛星通信測位システム。
【請求項６】
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の３分の２で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも６つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計６機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、
軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える３つの傾斜円軌道衛星システムとを、
上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の３つと上記３つの傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度をそれぞれ一致させて用い、
上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記６機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点のそれぞれに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、
上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、
上記地上軌跡点と中心経度とを一致させたそれぞれの傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の動作している（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うことを特徴とする高高度傾斜軌道衛星通信測位システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、傾斜楕円軌道と傾斜円軌道上の衛星を組み合わせた高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は例えば、”準天頂衛星システムを利用した衛星測位の誤差検討”（信学技報ＳＡＴ２０００−５５、ｐｐ．１−５）に示された従来の傾斜軌道衛星通信測位システムにおける衛星の軌跡図であり、５は傾斜円軌道衛星の地上軌跡である。
【０００３】
次に動作について、日本付近をサービスする例を用いて説明する。
まず３機の衛星５ａ、５ｂ、５ｃが時間にして等間隔に図７の地上軌跡５上を移動するように衛星の配置が調整される。日本付近の最北端を中心とした通信領域には３機のうち少なくとも１機の衛星が常にある一定の仰角以上の視野角で現れる。地球の自転周期が約２４時間であるため、上記３機の衛星の時間間隔は約８時間となり、約８時間毎に視野角に入ってくる衛星が変わる。常に視野角内にある衛星をアクティブにし、視野角外にある残りの２機の衛星をノンアクティブな待ち状態にすることで常時衛星との通信を行う。
【０００４】
また図８は衛星を利用して任意の地上地点の測位を行う場合に利用する衛星と地上地点の位置関係を示す図である。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）に代表される衛星測位システムでは通常、最低４機の衛星を用いて地上地点の３次元位置および測位に関係する時間を算出している。この衛星測位を行う際に生じる様々な誤差要因のうち幾何学的な誤差要因はこの４機の衛星（７１〜７４）と地球６の地上地点（ユーザ位置）の位置関係によって決まる。図９は幾何学的誤差量を判定する四面体の構成を示す説明図である。ユーザ位置８から各衛星の方向に向けた単位ベクトル（９１〜９４）の終点を結ぶと四面体１０となり、この四面体１０の体積の逆数が誤差係数に比例する値となる。従って上記四面体１０の体積が大きいほど誤差が小さくなり、最も体積が大きくなるときは四面体１０が正四面体となる場合であるため、誤差を小さくするには衛星の位置関係を上記ベクトルの終点が正四面体を構成するのが最適な構成である。
【０００５】
従来例に示される第１の例では上記四面体の底面の３頂点を構成する単位ベクトルに対応する３つの衛星にＧＰＳ衛星を採用し、上記四面体の底面に含まれない頂点を構成する単位ベクトルに対応する衛星に傾斜円軌道衛星を採用している。高仰角特性を有する傾斜円軌道衛星をＧＰＳ衛星に組合わせることで、ＧＰＳの低仰角特性が原因となる都市部におけるブロッキングの影響による測位不能状況を改善している。
さらに、従来例に示される第２の例では傾斜円軌道衛星と静止衛星を組み合わせて衛星測位を行っている。つまり、国内の既存システムに組み合わせることで測位システムを構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の衛星通信測位システムは、例えばＧＰＳ等の既存の測位システムと組み合わせる場合では他システムを利用する必要があり、システム独自の測位を行うことができないという問題があった。
【０００７】
また、例えば既存の静止衛星と組み合わせる場合では、高緯度地域から見た静止衛星の仰角が低いために、傾斜軌道衛星の特徴である高緯度地域における高仰角特性を生かすことができないという問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、高信頼性の通信と測位の両方をシステム独自に行える衛星通信測位システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる発明の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する３つの傾斜楕円軌道上に、それぞれ位相が１２０度異なる衛星を１機ずつ、合計３機を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する６つの傾斜円軌道上に、それぞれ位相が６０度異なる衛星を１機ずつ、合計６機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道と傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後４時間の計８時間を動作時間とし、上記３機の衛星を順次利用することで少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記６機の衛星のうち少なくとも３機が常に動作している状態にあり、上記動作している傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の合計４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うものである。
【００１０】
請求項２に係わる発明の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも３つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計３機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧４の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧４の自然数）機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道と傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記３機以上の衛星を順次利用することで少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧４の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、上記動作している傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うものである。
【００１１】
請求項３に係わる発明の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の半分で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも３つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計３機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の一つと上記傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記３機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点の一つに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、上記動作している傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うものである。
【００１２】
請求項４に係わる発明の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の３分の２で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも６つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計６機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の一つと上記傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記６機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点の一つに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、上記動作している傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うものである。
【００１３】
請求項５に係わる発明の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の半分で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも３つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計３機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える２つの傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の２つと上記２つの傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度をそれぞれ一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記３機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点のそれぞれに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、上記地上軌跡点と中心経度とを一致させたそれぞれの傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の動作している（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うものである。
【００１４】
請求項６に係わる発明の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の３分の２で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも６つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計６機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える３つの傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の３つと上記３つの傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度をそれぞれ一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記６機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点のそれぞれに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にあり、上記地上軌跡点と中心経度とを一致させたそれぞれの傾斜楕円軌道および傾斜円軌道上の動作している（Ｎ＋１）機以上の衛星から選択した４機の衛星を用いて地上測位を行い、上記動作している傾斜楕円軌道上の衛星を用いて通信を行うものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる地球の自転と同期する傾斜楕円軌道衛星と傾斜円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
図において、１は地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡、１ａ〜１ｆは傾斜円軌道上にある衛星、２は地球の自転と同期する傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡、２ａ〜２ｃは傾斜楕円軌道上にある衛星である。
ここでは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する３つの傾斜楕円軌道上に、それぞれ位相が１２０度異なる衛星を１機ずつ、合計３機を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する６つの傾斜円軌道上に、それぞれ位相が６０度異なる衛星を１機ずつ、合計６機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道と傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後４時間の計８時間を動作時間とし、上記３機の衛星を順次利用することで少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記６機の衛星のうち少なくとも３機が常に動作している状態にしている例である。
【００１６】
次に動作について、日本付近をサービスする例を用いて説明する。
まず図１に示す傾斜楕円軌道軌跡を描く衛星は３機配置され、この３機の衛星が時間にして等間隔に地上軌跡２上を移動するように衛星の配置が調整される。同様に図１に示す傾斜円軌道軌跡を描く衛星は６機配置され、この６機の衛星が時間にして等間隔に地上軌跡１上を移動するように衛星の配置が調整される。
日本付近のサービスエリア内にある地上地点からは各傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡２の最北端を中心とした通信領域には、３機のうち少なくとも１機の衛星が常にある一定の仰角以上の視野角で現れる。地球の自転周期が約２４時間であるため、上記３機の衛星の時間間隔は約８時間となり、８時間毎に視野角に入ってくる衛星が変わる。常に視野角内にある衛星をアクティブにし、視野角外にある残りの２機の衛星をノンアクティブな待ち状態にすることで常時衛星との通信を行う。
次に傾斜円軌道衛星６機は常に３機ずつ北半球と南半球に位置するが、これらのうち北半球にある衛星を常にアクティブにする。このアクティブな３機の衛星を測位に用いる際の上記図９により説明した幾何学的誤差量を判定する四面体の底面を構成する衛星として選択する。上記通信を行うアクティブな傾斜楕円軌道衛星を四面体の頂点を構成する衛星として選択することで、計４機の衛星を測位システム用に確保することができる。
【００１７】
以上のように、実施の形態１においては傾斜軌道衛星システムのみで構成され、通信および測位の２種類のサービスを行うことができ、これにより他のシステムに左右されないシステム独自のサービスを行うことができる。また、この実施の形態１の傾斜軌道衛星システムでは、高緯度地域で仰角の高い傾斜軌道衛星を用いることにより、都市部のように低仰角にある衛星を観測することができないような場合でも測位を可能にし、信頼性のあるサービスを行うことができる。
【００１８】
実施の形態２．
上記の実施の形態１では、最小限の衛星数を用いて通信と測位を行うものであるが、次により高精度に測位を行う実施の形態を示す。
図２はこのようなこの発明の実施の形態２の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる地球の自転と同期する傾斜楕円軌道衛星と傾斜円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。図において、１は地球と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡、１ａ’〜１ｈ’は傾斜円軌道上にある衛星、２は地球と同期する傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡、２ａ’〜２ｄ’は傾斜楕円軌道上にある衛星である。これらの衛星は、上記実施の形態１で説明したと同様の地上軌跡を描く。
ここでは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも３つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計３機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧４の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧４の自然数）機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道と傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記３機以上の衛星を順次利用することで少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧４の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にしている例である。
【００１９】
次に動作について説明する。
地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡１を描く衛星の数を８機以上（図２では８機の例を示す）とすることで、常に北半球に４機以上の衛星が現れることとなる。従って、図９により説明した幾何学的誤差量を判定する四面体を構成する衛星を選択する際に、４機以上の衛星のうち最適な３機を選択することができる。また、地球の自転と同期する傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡２を描く衛星の数を４機以上とする。衛星の数が多いほど地上から見た衛星の仰角は高く、また緯度および経度方向の衛星の変動も少なくすることができる。さらに、地上地点の天頂に存在する衛星の確率が上昇する。また、上記地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡１を描く衛星が構成する上記四面体の底面に対応して最適な四面体の頂点を構成する衛星を選択することが可能となる。
【００２０】
以上のように、実施の形態２においては、２種類の地上軌跡を描く衛星の数を増やすことで、測位に用いる四面体を構成する最適な衛星を選択することができ、実施の形態１で示した以上のより高精度な測位を行うことができる。
【００２１】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星と周期が地球の自転周期の半分である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
図において、１は地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡、１ａ〜１ｆは傾斜円軌道上にある衛星、３は周期が地球の自転周期の半分である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡、３ａ〜３ｃは傾斜楕円軌道上にある衛星である。
ここでは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の半分で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも３つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計３機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の一つと上記傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記３機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点の一つに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にしている例である。
【００２２】
次に動作について、図３で例示した日本付近および大西洋上をサービスする場合を用いて説明する。
まず図３に示す傾斜楕円軌道軌跡を描く衛星は３機配置され、この３機の衛星が時間にして等間隔に地上軌跡３上を移動するように衛星の配置が調整される。同様に図３に示す傾斜円軌道軌跡を描く衛星は６機配置され、この６機の衛星が時間にして等間隔に地上軌跡１上を移動するように衛星の配置が調整される。
ここで、図３の場合、東経１４０度に遠地点（最も衛星高度が高い位置）が生じる場合、そこから１８０度離れた西経４０度の位置でも同じく遠地点が生じる。この２つの遠地点は衛星そのものは周期１２時間後に同じ位置に戻っているのだが、地球の自転周期が２４時間であるため、地上軌跡には経度１８０度ずれたところに遠地点が生じている。即ち、傾斜楕円軌道上の３機の衛星はそれぞれ同じ軌跡を描き、地球を２周した時点で地上には同じ最北端でかつ経度１８０度離れた位置に最も衛星高度が高い位置にくる。
また、衛星高度は、衛星と地球の重力の関係等から導かれるが、周期が短くなるほど衛星高度が低くなるため、実施の形態１の場合と比較して低くなることで交信の際の遅延時間が減少する。
なお、上記経度１８０度離れた２つの最北端位置のうち一方を日本付近にとると、もう一方は大西洋上に位置することとなる。
日本付近のサービスエリア内にある地上地点では、各傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の最北端を中心とした通信領域には、３機のうち少なくとも１機の衛星が常にある一定の仰角以上の視野角で現れる。上記３機の衛星の時間間隔は約８時間となり、８時間毎（３機で常時サービスを行う場合は１機あたり８時間となる）に視野角に入ってくる衛星が変わる。常に視野角内にある衛星をアクティブにし、視野角外にある残りの２機の衛星をノンアクティブな待ち状態にすることで常時衛星との通信を行う。傾斜円軌道衛星６機は実施の形態１と同様の方法で測位に利用する。さらに、傾斜楕円軌道上の衛星について、もう一方の大西洋上にある地上軌跡最北端付近にあるものについては、この領域に対して通信サービスを行うことが可能となる。
【００２３】
以上のように、この実施の形態３においても、通信および測位の２種類のサービスを行うことができ、これにより他のシステムに左右されないシステム独自のサービスを行うことができる。また、この実施の形態においては、周期が地球の自転周期の半分である傾斜楕円軌道を用いることで、通信については交信の際の遅延時間が少なく、また経度１８０度離れた２つの地域に効率的なサービスを行うことができる。
【００２４】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星と周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
図において、４は周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡、４ａ〜４ｆは傾斜楕円軌道上にある衛星である。
ここでは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の３分の２で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも６つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計６機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の一つと上記傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度を一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記６機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点の一つに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にしている例である。
【００２５】
次に動作について、図４で例示した日本付近、北アメリカおよび地中海付近をサービスする場合を用いて説明する。
まず図４に示す周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡４を描く衛星は６機配置され、この６機の衛星が時間にして等間隔に傾斜楕円軌道軌跡上を移動するように衛星の配置が調整される。また、図４に示す地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡１を描く衛星は６機配置され、この６機の衛星が時間にして等間隔に傾斜円軌道軌跡上を移動するように衛星の配置が調整される。
傾斜楕円軌道上の６機の衛星４ａ〜４ｆはそれぞれ同じ軌跡上を描き、地球を３周した時点で地上には同じ最北端でかつ経度１２０度離れた位置に最も衛星高度が高い位置にくる。また、衛星高度は実施の形態１の場合と比較して低くなることで交信の際の遅延時間が減少する。なお、上記経度１２０度離れた３つの最北端位置のうちの１つを日本付近にとると、他の２つは北アメリカと地中海付近に位置することとなる。日本付近のサービスエリア内にある地上地点では、各傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の最北端を中心とした通信領域には、６機のうち少なくとも１機の衛星が常にある一定の仰角以上の視野角で現れる。上記６機の衛星の時間間隔は約８時間となり、８時間毎に視野角に入ってくる衛星が変わる。常に視野角内にある衛星をアクティブにし、視野角外にある残りの２機の衛星をノンアクティブな待ち状態にすることで常時衛星との通信を行う。傾斜円軌道衛星６機は実施の形態１と同様の方法で測位に利用する。さらに、傾斜楕円軌道上の衛星について、日本付近以外の北アメリカおよび地中海付近にある地上軌跡最北端付近にあるものについては、この領域に対して通信サービスを行うことが可能となる。
【００２６】
以上のように、この実施の形態４においても、通信および測位の２種類のサービスを行うことができ、これにより他のシステムに左右されないシステム独自のサービスを行うことができる。また、この実施の形態においては、周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道を用いることで、通信については交信の際の遅延時間が少なく、また経度１２０度離れた３つの地域に効率的なサービスを行うことができる。
【００２７】
なお、上記実施の形態３および実施の形態４において、傾斜楕円軌道衛星の周期を適切なものに替えて、その地上軌跡の１つの最北端位置と中心経度を一致させた傾斜円軌道衛星の地上軌跡を配置することにより、上記同様にして複数の地域に効率的なサービスを行うことができる。
【００２８】
実施の形態５．
図５と図６はこの発明の実施の形態５の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる傾斜円軌道衛星と傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
図５は地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星と周期が地球の自転周期の半分である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
図において、１と１１は地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡、１ａ〜１ｆは傾斜円軌道上にある衛星、３は周期が地球の自転周期の半分である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡、３ａ〜３ｃは傾斜楕円軌道上にある衛星である。
ここでは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の半分で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも３つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計３機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える２つの傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の２つと上記２つの傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度をそれぞれ一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記３機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点のそれぞれに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にしている例である。
図６は地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星と周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
図において、１と１２ａ、１２ｂは地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡、４は周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡、４ａ〜４ｆは傾斜楕円軌道上にある衛星である。
なお、それぞれの図において、地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡１は実施の形態１などでの説明と同様の日本付近と中心経度を一致させた傾斜円軌道の軌跡であり、１１と１２ａ、１２ｂは傾斜楕円軌道衛星の軌跡の複数ある最北端位置のうち日本付近以外のものと中心経度を一致させた傾斜円軌道衛星の軌跡である。
ここでは、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転周期の３分の２で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる離心率と傾斜角を有する少なくとも６つ以上の傾斜楕円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計６機以上を備える傾斜楕円軌道衛星システムと、軌道上のそれぞれの衛星周期が地球の自転と同期する周期で、上記それぞれの衛星の地上軌跡が等しくなる上記傾斜楕円軌道よりも大きな傾斜角を有する少なくとも２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）の傾斜円軌道上に、それぞれ均等割の位相差で配置された衛星を１機ずつ、合計２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機を備える３つの傾斜円軌道衛星システムとを、上記傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの地上軌跡点の３つと上記３つの傾斜円軌道の地上軌跡の中心経度をそれぞれ一致させて用い、上記傾斜楕円軌道衛星の最南端あるいは最北端のいずれか衛星高度が高い方を通過する時間を中心とする前後の所定の時間を動作時間とし、上記６機以上の衛星を順次利用することで上記中心経度と一致する地上軌跡点のそれぞれに対応する少なくとも１機の衛星が常に動作している状態にあり、上記傾斜円軌道衛星の軌跡が北半球あるいは南半球のうち、上記傾斜楕円軌道衛星の動作時間の中心が位置する方にある場合を傾斜円軌道衛星の動作時間とし、上記２Ｎ（Ｎ≧３の自然数）機の衛星のうち少なくともＮ機が常に動作している状態にしている例である。
【００２９】
ここで、図５は日本付近と大西洋上、図６は日本付近と北アメリカおよび地中海付近をサービスする例を示す。
図５、図６のそれぞれの場合について、大西洋上あるいは北アメリカおよび地中海付近のように、傾斜円軌道衛星を日本付近以外の地域でも構成することで、通信を行うと共に、それぞれの地域における他のシステムに左右されない独自の測位システムを構成することができる。
【００３０】
以上のように、周期が地球の自転周期の半分、あるいは３分の２である傾斜楕円軌道衛星を用いる場合に、この地上軌跡が最北端となる位置全てに対してそれぞれの位置に中心経度を一致させた傾斜円軌道衛星を配置することで、それぞれの位置を中心とする地域に対して通信および測位の２種類のサービスを行うことができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態５において、傾斜楕円軌道衛星の周期を適切なものに替えて、その地上軌跡の所望の複数の最北端位置のそれぞれと中心経度を一致させた複数の傾斜円軌道衛星の地上軌跡を配置することにより、上記同様にして複数の地域に対して通信および測位の２種類のサービスを行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、高高度傾斜軌道衛星システムのみで構成され、通信および測位の２種類のサービスを行うことができ、これにより他のシステムに左右されないシステム独自のサービスを行うことができる。また、北半球あるいは南半球の高緯度地域で仰角の高い傾斜軌道衛星を用いることにより、都市部のように低仰角にある衛星を観測することができないような場合でも測位を可能にし、信頼性のあるサービスを行うことができる。
【００３３】
さらに、また、請求項２の発明によれば、高高度傾斜軌道衛星システムの２種類の地上軌跡を描く衛星の数を増やすことで、測位に用いる四面体を構成する最適な衛星を選択することができ、より高精度な測位を行うことができる。
【００３４】
また、請求項３の発明によれば、周期が地球の自転周期の半分である傾斜楕円軌道を用いることで、通信については交信の際の遅延時間が少なく、また経度１８０度離れた２つの地域に効率的なサービスを行うことができる。
【００３５】
また、請求項４の発明によれば、周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道を用いることで、通信については交信の際の遅延時間が少なく、また経度１２０度離れた３つの地域に効率的なサービスを行うことができる。
【００３６】
また、請求項５あるいは請求項６の発明によれば、周期が地球の自転周期の半分、あるいは３分の２である傾斜楕円軌道衛星を用いる場合に、傾斜楕円軌道の地上軌跡の最南端あるいは最北端の位置のうち衛星高度が高いほうの位置全てに対してそれぞれの位置に中心経度を一致させた傾斜円軌道衛星を配置することで、それぞれの位置を中心とする地域に対して通信および測位の２種類のサービスを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる地球の自転と同期する傾斜楕円軌道衛星と傾斜円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態２の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる地球の自転と同期する傾斜楕円軌道衛星と傾斜円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態３の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星と周期が地球の自転周期の半分である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態４の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星と周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態５の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる傾斜円軌道衛星と傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図で、地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星と周期が地球の自転周期の半分である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態５の高高度傾斜軌道衛星通信測位システムに用いる傾斜円軌道衛星と傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図で、地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星と周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
【図７】従来の傾斜軌道衛星通信測位システムにおける衛星の地上軌跡の例を示す説明図である。
【図８】衛星を利用して任意の地上地点の測位を行う場合に利用する衛星と地上地点の位置関係を示す説明図である。
【図９】幾何学的誤差量を判定する四面体の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡、１ａ〜１ｆ  傾斜円軌道上にある衛星、１ａ’〜１ｈ’  傾斜円軌道上にある衛星、２  地球の自転と同期する傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡、２ａ〜２ｃは傾斜楕円軌道上にある衛星、２ａ’〜２ｄ’  傾斜楕円軌道上にある衛星、３  周期が地球の自転周期の半分である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡、３ａ〜３ｃ  傾斜楕円軌道上にある衛星、４  周期が地球の自転周期の３分の２である傾斜楕円軌道衛星の地上軌跡、４ａ〜４ｆ  傾斜楕円軌道上にある衛星、５  傾斜円軌道衛星の地上軌跡、５ａ〜５ｃ  衛星、６  地球、７１〜７４  衛星、８  ユーザ位置、９１〜９４  ユーザ位置から各衛星の方向に向けた単位ベクトル、１０  四面体、１１  地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡、１２ａ、１２ｂ  地球の自転と同期する傾斜円軌道衛星の地上軌跡。
【図１】
0003613188.tif 000002
【図２】
0003613188.tif 000003
【図３】
0003613188.tif 000004
【図４】
0003613188.tif 000005
【図５】
0003613188.tif 000006
【図６】
0003613188.tif 000007
【図７】
0003613188.tif 000008
【図８】
0003613188.tif 000009
【図９】
0003613188.tif 000010