(57)【要約】【課題】互いに衛星軌道が交差した複数の非静止衛星について、衛星同士の衝突を回避しながら２つの衛星が会合する際の衛星間距離を近づける。【解決手段】第１軌道の衛星の保持範囲の右上の頂点が第１軌道に平行する第１の平行軌跡と第２軌道に平行する第２の平行軌跡との交点と重なる際の第１軌道の衛星から軌道交点Ｘ点を通る子午線までの角度を基準角度として求め、第２軌道の衛星から軌道交点Ｘ点を通る子午線までの角度が基準角度以上となる位置に第２軌道の衛星を配置することにより、第１軌道の衛星の保持範囲と第２軌道の衛星の保持範囲とを重複させることなく第１軌道の衛星と第２軌道の衛星とがそれぞれ会合点を通過できるようにする。【選択図】        図１
2004255978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の人工衛星が周回する第１の衛星軌道と軌道交点にて交差する第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星の第２の衛星軌道における軌道面偏倚角度を決定する情報処理装置であって、
第１の人工衛星及び第２の人工衛星が衛星軌道を周回する際の周回位置偏差の許容偏差範囲を許容偏差角度として決定する許容偏差角度決定部と、
第１の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第１の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を設定し、当該領域を第１の保持範囲とする第１の保持範囲設定部と、
第２の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第２の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を設定し、当該領域を第２の保持範囲とする第２の保持範囲設定部と、
第１の人工衛星と第２の人工衛星とが第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度を第２の人工衛星の軌道面偏倚角度として決定する軌道面偏倚角度決定部とを有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記情報処理装置は、更に、
第１の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に第１の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を設定し、当該平行軌跡を第１の平行軌跡とする第１の平行軌跡設定部と、
第２の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に第２の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を設定し、当該平行軌跡を第２の平行軌跡とする第２の平行軌跡設定部とを有し、
前記第１の保持範囲設定部は、
第１の保持範囲として、第１の人工衛星を中心とし２辺が第１の平行軌跡上にある矩形を設定し、
前記第２の保持範囲設定部は、
第２の保持範囲として、第２の人工衛星を中心とし２辺が第２の平行軌跡上にある矩形を設定することを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記情報処理装置は、更に、
第１の人工衛星の保持範囲の矩形において第１の人工衛星の進行方向前方又は後方に位置する２つの頂点のうちの一方の頂点が第２の平行軌跡の内側にあり他方の頂点が第１の平行軌跡と第２の平行軌跡との交点と重なる際の第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度を基準角度として算出する基準角度算出部を有し、
前記軌道面偏倚角度決定部は、
第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度となる際の第２の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度よりも大きな角度となる軌道面偏倚角度を第２の人工衛星の軌道面偏倚角度として決定することを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記情報処理装置は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれか２機の人工衛星を第１の人工衛星及び第２の人工衛星とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記情報処理装置は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれか２機の人工衛星を第１の人工衛星及び第２の人工衛星とし、
前記許容偏差角度決定部は、
許容偏差角度を０．１度と決定し、
前記基準角度算出部は、
０．１度の許容偏差角度に基づき基準角度を０．１４度と算出し、
前記軌道面偏倚角度決定部は、
第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度となる際の第２の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度よりも大きな角度であって１．３６度以下の角度となる軌道面偏倚角度を第２の人工衛星の軌道面偏倚角度として決定することを特徴とする請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項６】
第１の人工衛星が周回する第１の衛星軌道と軌道交点にて交差する第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星に対する軌道制御を行う軌道制御装置であって、
第１の人工衛星及び第２の人工衛星が衛星軌道を周回する際の周回位置偏差の許容偏差範囲を許容偏差角度とし、
第１の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第１の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を第１の保持範囲とし、
第２の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第２の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を第２の保持範囲とし、
第１の人工衛星と第２の人工衛星とが第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度にて第２の人工衛星が第２の衛星軌道を周回するように第２の人工衛星に対する軌道制御を行うことを特徴とする軌道制御装置。
【請求項７】
前記軌道制御装置は、
第１の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に設定された第１の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を第１の平行軌跡とし、
第２の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に設定された第２の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を第２の平行軌跡とし、
第１の人工衛星を中心とし２辺が第１の平行軌跡上にある矩形を第１の保持範囲とし、
第２の人工衛星を中心とし２辺が第２の平行軌跡上にある矩形を第２の保持範囲とすることを特徴とする請求項６に記載の軌道制御装置。
【請求項８】
前記軌道制御装置は、
第１の人工衛星の保持範囲の矩形において第１の人工衛星の進行方向前方又は後方に位置する２つの頂点のうちの一方の頂点が第２の平行軌跡の内側にあり他方の頂点が第１の平行軌跡と第２の平行軌跡との交点と重なる際の第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度を基準角度とし、
第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度となる際の第２の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度よりも大きな角度となる軌道面偏倚角度にて第２の人工衛星が第２の衛星軌道を周回するように第２の人工衛星に対する軌道制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の軌道制御装置。
【請求項９】
前記軌道制御装置は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれか２機の人工衛星を第１の人工衛星及び第２の人工衛星とすることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の軌道制御装置。
【請求項１０】
前記軌道制御装置装置は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれか２機の人工衛星を第１の人工衛星及び第２の人工衛星とし、
許容偏差角度が０．１度であり、基準角度が０．１４度である場合に、
第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度となる際の第２の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度よりも大きな角度であって１．３６度以下の角度となる軌道面偏倚角度にて第２の人工衛星が第２の衛星軌道を周回するように第２の人工衛星に対する軌道制御を行うことを特徴とする請求項８に記載の軌道制御装置。
【請求項１１】
他の人工衛星が周回する他の人工衛星の衛星軌道と軌道交点にて交差する衛星軌道を周回する人工衛星であって、
他の人工衛星及び自人工衛星が衛星軌道を周回する際の周回位置偏差の許容偏差範囲を許容偏差角度とし、他の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が他の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を他の人工衛星の保持範囲とし、自人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が自人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を自人工衛星の保持範囲とした場合に、
他の人工衛星と自人工衛星とが他の人工衛星の保持範囲と自人工衛星の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度にて自人工衛星の衛星軌道を周回することを特徴とする人工衛星。
【請求項１２】
前記人工衛星は、
他の人工衛星の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に設定された他の人工衛星の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を他の人工衛星の平行軌跡とし、自人工衛星の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に設定された自人工衛星の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を自人工衛星の平行軌跡とし、他の人工衛星を中心とし２辺が他の人工衛星の平行軌跡上にある矩形を他の人工衛星の保持範囲とし、自人工衛星を中心とし２辺が自人工衛星の平行軌跡上にある矩形を自人工衛星の保持範囲とした場合に、
他の人工衛星と自人工衛星とが他の人工衛星の保持範囲と自人工衛星の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度にて自人工衛星の衛星軌道を周回することを特徴とする請求項１１に記載の人工衛星。
【請求項１３】
前記人工衛星は、
他の人工衛星の保持範囲の矩形において他の人工衛星の進行方向前方又は後方に位置する２つの頂点のうちの一方の頂点が自人工衛星の平行軌跡の内側にあり他方の頂点が他の人工衛星の平行軌跡と自人工衛星の平行軌跡との交点と重なる際の他の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度を基準角度とした場合に、
他の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度となる際の自人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度よりも大きな角度となる軌道面偏倚角度にて自人工衛星の衛星軌道を周回することを特徴とする請求項１２に記載の人工衛星。
【請求項１４】
前記人工衛星は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれかの人工衛星であり、他の人工衛星を他の２機の人工衛星のうちのいずれかの人工衛星とすることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の人工衛星。
【請求項１５】
前記人工衛星は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期が静止衛星軌道周期にほぼ等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれかの人工衛星であり、他の人工衛星を他の２機の人工衛星のうちのいずれかの人工衛星とし、
許容偏差角度が０．１度であり、基準角度が０．１４度である場合に、
他の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度となる際の自人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度よりも大きな角度であって１．３６度以下の角度となる軌道面偏倚角度にて自人工衛星の衛星軌道を周回することを特徴とする請求項１３に記載の人工衛星。
【請求項１６】
第１の衛星軌道を周回する第１の人工衛星及び第１の衛星軌道と軌道交点にて交差する第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星と通信可能であり、所定の衛星切替え時期に、通信対象の人工衛星を第１の人工衛星から第２の人工衛星に切替える通信装置であって、
第１の人工衛星及び第２の人工衛星が衛星軌道を周回する際の周回位置偏差の許容偏差範囲を許容偏差角度とし、第１の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第１の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を第１の保持範囲とし、第２の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第２の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を第２の保持範囲とした場合に、
第１の人工衛星と第２の人工衛星とが第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度にて第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星に切替えることを特徴とする通信装置。
【請求項１７】
前記通信装置は、
第１の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に設定された第１の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を第１の平行軌跡とし、第２の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に設定された第２の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を第２の平行軌跡とし、第１の人工衛星を中心とし２辺が第１の平行軌跡上にある矩形を第１の保持範囲とし、第２の人工衛星を中心とし２辺が第２の平行軌跡上にある矩形を第２の保持範囲とした場合に、
第１の人工衛星と第２の人工衛星とが第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度にて第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星に切替えることを特徴とする請求項１６に記載の通信装置。
【請求項１８】
前記通信装置は、
第１の保持範囲の矩形において第１の人工衛星の進行方向前方又は後方に位置する２つの頂点のうちの一方の頂点が第２の平行軌跡の内側にあり他方の頂点が第１の平行軌跡と第２の平行軌跡との交点と重なる際の第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度を基準角度とした場合に、
第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度となる際の第２の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度よりも大きな角度となる軌道面偏倚角度にて第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星に切替えることを特徴とする請求項１７に記載の通信装置。
【請求項１９】
前記通信装置は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期がほぼ静止衛星軌道周期に等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれか２機の人工衛星を第１の人工衛星及び第２の人工衛星とすることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の通信装置。
【請求項２０】
前記通信装置は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期がほぼ静止衛星軌道周期に等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれか２機の人工衛星を第１の人工衛星及び第２の人工衛星とし、
許容偏差角度が０．１度であり、基準角度が０．１４度である場合に、
他の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度となる際の自人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度よりも大きな角度であって１．３６度以下の角度となる軌道面偏倚角度にて第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星に切替えることを特徴とする請求項１８に記載の通信装置。
【請求項２１】
第１の衛星軌道を周回する第１の人工衛星及び第１の衛星軌道と軌道交点にて交差する第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星と通信を行うとともに、所定の衛星切替え時期に、通信対象の人工衛星を第１の人工衛星から第２の人工衛星に切替える通信方法であって、
第１の人工衛星及び第２の人工衛星が衛星軌道を周回する際の周回位置偏差の許容偏差範囲を許容偏差角度とし、第１の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第１の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を第１の保持範囲とし、第２の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第２の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を第２の保持範囲とした場合に、
第１の人工衛星と第２の人工衛星とが第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度にて第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星に切替えることを特徴とする通信方法。
【請求項２２】
前記通信方法は、
第１の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に設定された第１の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を第１の平行軌跡とし、第２の衛星軌道から許容偏差角度分離れた位置に設定された第２の衛星軌道に平行する２つの平行軌跡を第２の平行軌跡とし、第１の人工衛星を中心とし２辺が第１の平行軌跡上にある矩形を第１の保持範囲とし、第２の人工衛星を中心とし２辺が第２の平行軌跡上にある矩形を第２の保持範囲とした場合に、
第１の人工衛星と第２の人工衛星とが第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度にて第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星に切替えることを特徴とする請求項２１に記載の通信方法。
【請求項２３】
前記通信方法は、
第１の保持範囲の矩形において第１の人工衛星の進行方向前方又は後方に位置する２つの頂点のうちの一方の頂点が第２の平行軌跡の内側にあり他方の頂点が第１の平行軌跡と第２の平行軌跡との交点と重なる際の第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度を基準角度とした場合に、
第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度となる際の第２の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が基準角度よりも大きな角度となる軌道面偏倚角度にて第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星に切替えることを特徴とする請求項２２に記載の通信方法。
【請求項２４】
前記通信方法は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期がほぼ静止衛星軌道周期に等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれか２機の人工衛星を第１の人工衛星及び第２の人工衛星とすることを特徴とする請求項２１〜２３のいずれかに記載の通信方法。
【請求項２５】
前記通信方法は、
昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、軌道傾斜角が４５度に等しく、近地点引数が２７０度に等しく、軌道周期がほぼ静止衛星軌道周期に等しく、共通な離心率０．０９９が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の人工衛星のうちのいずれか２機の人工衛星を第１の人工衛星及び第２の人工衛星とし、
許容偏差角度が０．１度であり、基準角度が０．１４度である場合に、
他の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度となる際の自人工衛星と軌道交点との間の角度が０．１４度よりも大きな角度であって１．３６度以下の角度となる軌道面偏倚角度にて第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星に切替えることを特徴とする請求項２３に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに衛星軌道が交差した複数の非静止衛星の軌道面偏倚角度決定技術、当該非静止衛星の軌道制御技術、当該非静止衛星と通信を行う通信技術等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特開平８−２２３１００、特開平８−３３１０３３  に開示された技術がある。これらには、イリジウム衛星（６６個）のような複数衛星と地上間の通信をするための技術が開示されていると共に、互いに衛星軌道が交差した複数の非静止衛星について、衛星同士の衝突を回避しながら２つの衛星が会合する際の衛星間距離を近づける技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２２３１００号公報
【特許文献２】
特開平８−３３１０３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１及び特許文献２の従来技術が対象とするイリジウム衛星等の場合は地上から送信するＲＦ信号の指向性が低いため、ある衛星から別の衛星に通信を移す際の２つの衛星間距離に大きな制約はなく、衛星同士を近づける必要は特には無い。また、地上から複数の衛星が見える必要はあるが、それ以上の制約は特に無いと思われ軌道配置に十分柔軟性があると考えるため、各衛星の軌道を違えることで衛星同士の衝突の可能性は考慮する必要がないと思われる。
このため、上記特許文献１及び特許文献２の従来技術は、ある衛星から別の衛星に通信を移す際に衛星間の距離を近づける必要がある衛星通信には適用ができない。
【０００５】
本発明は、互いに衛星軌道が交差した複数の非静止衛星について、衛星同士の衝突を回避しながら２つの衛星が会合する際の衛星間距離を近づけることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る情報処理装置は、
第１の人工衛星が周回する第１の衛星軌道と軌道交点にて交差する第２の衛星軌道を周回する第２の人工衛星の第２の衛星軌道における軌道面偏倚角度を決定する情報処理装置であって、
第１の人工衛星及び第２の人工衛星が衛星軌道を周回する際の周回位置偏差の許容偏差範囲を許容偏差角度として決定する許容偏差角度決定部と、
第１の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第１の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を設定し、当該領域を第１の保持範囲とする第１の保持範囲設定部と、
第２の人工衛星を中心とし外縁の少なくとも一部が第２の人工衛星から許容偏差角度分離れた位置にある領域を設定し、当該領域を第２の保持範囲とする第２の保持範囲設定部と、
第１の人工衛星と第２の人工衛星とが第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度を第２の人工衛星の軌道面偏倚角度として決定する軌道面偏倚角度決定部とを有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【０００８】
本実施の形態では、互いに衛星軌道が交差した複数の非静止衛星の軌道面偏倚角度を決定する情報処理装置について説明する。
ここで、軌道面偏倚角度とは、衛星の軌道面間の相対的な角度関係をいい、特定の時刻に複数の衛星がそれぞれ特定の位置にいるようにするために各衛星が保つべき他の衛星との相対的な軌道面の角度関係を意味する。
【０００９】
図１は、実施の形態１に係る情報処理装置の対象とする非静止衛星の例である準天頂衛星の衛星軌道例を示す図である。
図１では、地球を中心とした慣性空間での３つの準天頂衛星軌道と衛星の動きを天の北極から眺めた状況を示している。図１に示すように、準天頂衛星は、第１軌道１０、第２軌道２０、第３軌道３０をそれぞれ周回する３つの人工衛星である。第１軌道１０と第２軌道はＡ点で会合し、第２軌道２０と第３軌道３０はＢ点で会合し、第３軌道３０と第１軌道１０はＣ点で会合する。なお、複数の軌道が会合（交差）する点（Ａ点、Ｂ点、Ｃ点）を会合点（軌道交点）という。準天頂衛星がある会合点から次の会合点に到達するまでの時間は約８時間であり、第３軌道の衛星と第１軌道の衛星とが会合点Ｃ点で会合した約８時間後に、第１軌道の衛星と第２軌道の衛星とが会合点Ａ点で会合する。また、約１６時間後には、第２軌道の衛星と第３軌道の衛星とが会合点Ｂ点で会合する。そして、約２４時間後即ち１日後にＣ点で第３軌道の衛星と第１軌道の衛星が会合する。この繰り返しが継続してなされる。
Ｃ点からＡ点までは、第１軌道１０を周回する第１軌道の衛星が地上局と通信可能であり、Ａ点にて第２軌道２０を周回する第２軌道の衛星と会合し、Ａ点以降は地上局と通信を行う衛星が第２軌道の衛星に切替る。そして、第２軌道の衛星はＡ点からＢ点まで地上局と通信可能であり、Ｂ点にて第３軌道３０を周回する第３軌道の衛星と会合し、Ｂ点以降は地上局と通信を行う衛星が第３軌道の衛星に切替る。第３軌道の衛星はＢ点からＣ点まで地上局と通信が可能であり、Ｃ点にて第１軌道の衛星と会合し、Ｃ点以降は地上局と通信を行う衛星が第１軌道の衛星に切替る。
【００１０】
各衛星の軌道要素は次のように表わされる。
軌道長半径は３軌道とも約４２１６４ｋｍ即ち約２３時間５６分の周期、離心率は３軌道とも約０．０９９、軌道傾斜角は３軌道とも４５度、昇交点赤経はほぼ１２０度間隔に設定され、近地点引数は３軌道とも２７０度、ある同一時刻において真近点離角は各々１２９．２３度、０．０度、２３０．７７度である。衛星の会合点（軌道交点）は、それぞれの軌道の軌跡が物理的に交わるとともに、ある時刻にその点で２つの衛星が物理的に同じ位置を占めるという特徴をもつ。この特徴を持たせるのは離心率の設定による。離心率を上記０．０９９から異なる値に設定すると、それぞれの軌道の軌跡が物理的には交わるが各会合点で必ず所定の２つの衛星が物理的に同じ位置を占めるということは起きない。上記離心率０．０９９は他の定められた軌道要素から数学的に求められる。
【００１１】
ここで、２つの衛星が軌道の会合点で会合し、３つの衛星が３つの軌道の会合点で順次会合するための離心率である離心率０．０９９の導出過程を下記に示す。
図１５は、赤道面と第１軌道および第２軌道のそれぞれの軌道面の交差の状況を球面三角法を使って表わしたものである。赤道面を円盤Ｗで示し、その中心点をＯで示す。点Ｏは地球の中心である。円盤Ｗ上に中心が共通で同じ径の半球面Ｔを設けその頂点をＡとする（図１５〜図１８に示す、点Ａ、Ｂ、Ｃは、図１に示した会合点Ａ、Ｂ、Ｃとは異なる）。図１５はこれら赤道面Ｗと半球面Ｔを真上から見た図であるため、点Ｏと点Ａは同じ位置を占めているように見える。
第１の軌道の軌道面と半球面Ｔとの交線をＵで示す。Ｕは半円の弧であり、赤道面Ｗとの交点をＦ、Ｇで表わす。線分ＦＧは中心Ｏを通る。点Ｏから線分ＦＧに垂直で第１の軌道面に含まれる直線が円弧Ｕと交わる点をＣとする。明らかに点Ｃは円弧Ｕの最高点、即ち赤道面Ｗから最も離れた円弧Ｕ上の点となる。
第２の軌道の軌道面と半球面Ｔとの交線をＶで示す。Ｖは半円の弧であり、赤道面Ｗとの交点をＨ、Ｉで表わす。線分ＨＩは中心Ｏを通る。点Ｏから線分ＨＩに垂直で第２の軌道面に含まれる直線が円弧Ｖと交わる点をＤとする。明らかに点Ｄは円弧Ｖの最高点、即ち赤道面Ｗから最も離れた円弧Ｖ上の点となる。
第１の軌道面を１２０度時計周りに回転させた面が第２の軌道面である。なお、この面の回転は赤道面Ｗに垂直な軸、即ち直線ＯＡの周りになされる。第１および第２軌道の軌道傾斜角は各軌道面の軌道角運動量ベクトル（軌道面に垂直）と赤道面Ｗの北方向垂直軸、即ち直線ＯＡのなす角度であり、ここでは等しいとする。その角度をｉで表わす。具体的な例の数値としてはｉ＝４５度である。
ここで、円弧Ｕと円弧Ｖの交点をＢとする。２つの軌道の軌道傾斜角が等しいとしたことから図１５で円弧ＡＢを基準として円弧ＵとＶ、点ＣとＤが対称の位置にある。これは、球面三角形ＢＩＧが２等辺三角形であることからも判る。この対称であることから、平面ＯＢＡと平面ＯＤＡのなす球面の角ＢＡＤと、平面ＯＢＡと平面ＯＣＡのなす球面の角ＢＡＣが等しくその和は１２０度になることが判る。これは、円弧Ｕを１２０度回転して円弧Ｖが得られることから点Ｃが点Ａの周りに１２０度回転して点Ｄが得られることからも判る。従って、球面の角ＢＡＤ、ＢＡＣは６０度である。
また、平面ＯＣＡは線分ＦＧに垂直であるため、平面ＯＣＦ即ちＯＣＢと垂直になる。これは球面の角ＡＣＢが直角であることを示す。同様に、平面ＯＤＡは線分ＨＩに垂直であるため、平面ＯＤＨ即ちＯＤＢと垂直になる。これは球面の角ＡＤＢが直角であることを示す。
【００１２】
図１６は図１５に示した幾何的な関係を第１の軌道と第２の軌道について示した図である。図１６において図１５と同じ記号で表わされた要素Ｗ、Ｏは図１５と同じであることを示す。
Ｕ’は第１の軌道を示す閉曲線であり、赤道面Ｗを南から北に横切る昇交点をＧ’、赤道面Ｗを北から南に横切る降交点をＦ’とする。点Ｇ’は図１５の直線ＯＧ上にあり、点Ｆ’は図１５の直線ＯＦ上にある。第１の軌道の近地点引数が２７０度であることから、昇交点Ｇ’から軌道の遠地点Ｃ’までの角度が９０度となり、点Ｃ’は図１５の直線ＯＣ上にあることがわかる。
Ｖ’は第２の軌道を示す閉曲線であり、赤道面Ｗを南から北に横切る昇交点をＨ’、赤道面Ｗを北から南に横切る降交点をＩ’とする。点Ｈ’は図１５の直線ＯＨ上にあり、点Ｉ’は図１５の直線ＯＩ上にある。第２の軌道の近地点引数が２７０度であることから、昇交点Ｈ’から軌道の遠地点Ｄ’までの角度が９０度となり、点Ｄ’は図１５の直線ＯＤ上にあることがわかる。
第１の軌道Ｕ’の遠地点Ｃ’と近地点を結ぶアプサイド線をＪとすると、直線Ｊは直線Ｆ’Ｇ’および直線ＦＧと垂直であり、近地点引数が２７０度であることから、軌道Ｕ’は直線Ｊに関して対称である。同様に、第２の軌道Ｖ’の遠地点Ｄ’と近地点を結ぶアプサイド線をＫとすると、直線Ｋは直線Ｈ’Ｉ’および直線ＨＩと垂直であり、近地点引数が２７０度であることから、軌道Ｖ’は直線Ｋに関して対称である。第１の軌道と第２の軌道は直線ＯＡの周りに１２０度回転した関係にあるため、これらの軌道の対称性から第１の軌道Ｕ’と第２の軌道Ｖ’は必ず交差し、その交点のうち赤道面Ｗの上側（北側）の交点をＢ’とすると、点Ｂ’は第１の軌道の軌道面と第２の軌道の軌道面の交差する直線上にある。これは点Ｂ’が図１５の直線ＯＢ上にあることを意味する。角度Ｂ’ＯＤ’と角度Ｂ’ＯＣ’は等しく、その角度をａとする。
【００１３】
図１７は図１５における球面三角形ＡＢＤを中心に幾何的な関係を抜粋した図である。図１７において図１５と同じ記号で表わされた要素Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｕ、Ｖは図１５と同じであることを示す。点Ｅは第２の軌道の軌道角運動量ベクトル即ち第２の軌道の軌道面に垂直な直線が図１５の半球面Ｔと交わる点を示す。軌道傾斜角ｉの定義は、赤道面Ｗに垂直な直線と軌道角運動量ベクトルとのなす角度であるから、球面上の辺ＡＥのなす角が軌道傾斜角ｉとなる。また辺ＤＥの角度は９０度であるから、辺ＡＤの角をｂとすると、辺ＡＥの角ｉは９０ｄｅｇ−ｂとなる。また、上記図１５の説明中に示したように、角度ＢＡＤは６０度であり、角度ＡＤＢは９０度である。辺ＢＤの角度は図１６で示されているａそのものである。
球面三角形ＡＢＤは直角三角形であり、直角球面三角形の公式から次のような式が求められる。
角Ａを角度ＢＡＤ即ち６０度、角ａを辺ＢＤの角、角ｂを辺ＡＤの角とすると、
2004255978.tif 000003
具体的な例として、ｉ  が４５度のとき  ｃｏｓ  ｉ＝１／√２ゆえ、
ｔａｎ  ａ＝√（３／２）  となり、ａ＝５０．７６８４８  度となることがわかる。
【００１４】
図１８は第２の軌道に関して、近地点、遠地点、昇交点、降交点、第１の衛星の軌道との会合点を示した図である。この幾何的な関係は、第１の軌道および第３の軌道でも全く同じように成り立つ。これは、３つの軌道の軌道面が赤道面垂直まわりに１２０度づつ離れ、軌道長半径すなわち軌道周期、離心率、軌道傾斜角、近地点引数がそれぞれ等しいためである。図１８において図１５および図１６と同じ記号で表わされた要素Ｏ、Ｂ’、Ｄ’、Ｈ’、Ｉ’、ａは図１５および図１６と同じであることを示す。点Ｌは軌道の近地点を示し、点Ｍは次の軌道との会合点を示す。点Ｍはアプサイド線Ｄ’Ｌに関して点Ｂ’と対称な位置にある。角度ｆは近地点Ｌから点Ｂ’までのなす角であり真近点離角と呼ばれる角度である。
３つの衛星が会合点で順次会合するとは、第２の軌道で見たとき、点Ｂ’で第１の軌道の衛星と第２の軌道の衛星が会合し、その後第１の軌道の衛星とは離れ、第２の軌道の衛星が遠地点Ｄ’を経て会合点Ｍに到達した時、第３の軌道の衛星が点Ｍに現れてそこで会合する事象を、３つの衛星ごとに順番に繰り返すことを指す。従って、この事象が起きるためには会合点Ｂ’から次の会合点Ｍに至るまでの時間が軌道周期の３分の１であれば良い。反対に、３分の１と異なる場合は順次会合することは起らない。
図１８で、近地点Ｌから遠地点Ｄ’までの所要時間は遠地点Ｄ’から近地点Ｌまでの所要時間に等しく軌道周期の２分の１である。点Ｂ’から点Ｄ’までの所要時間は点Ｄ’から点Ｍまでの所要時間に等しく軌道周期の６分の１である。また、点Ｌから点Ｂ’までの所要時間は点Ｍから点Ｌまでの所要時間に等しく軌道周期の３分の１である。このことから、会合するための３つの衛星の配置の典型的な例として、或る時点で衛星がそれぞれ各軌道の点Ｂ’、点Ｍおよび点Ｌに居る場合が挙げられる。
３つの軌道で軌道長半径、離心率、軌道傾斜角、近地点引数が等しく、かつ軌道長半径、軌道傾斜角の値が与えられ近地点引数が２７０度で、３つの軌道の軌道面が赤道面垂直まわりに１２０度づつ離れている、即ち昇交点が１２０度ずつ離れているとき、会合点Ｂ’から次の会合点Ｍまでの所要時間が軌道周期の３分の１になるためには、近地点Ｌから会合点Ｂ’までの所要時間が軌道周期の３分の１であれば良く、それが成り立つ離心率は特定の値になる。この離心率の求め方を以下に示す。
近地点Ｌから会合点Ｂ’までの所要時間が軌道周期の３分の１であることから、点Ｂ’の平均近点離角ｍは、
ｍ＝（２×π）／３
である。これは、平均近点離角で表わした軌道周期が２×πであることによる。
平均近点離角ｍと離心近点離角ｇと真近点離角ｆの関係式として、次の式が良く知られている。
ｔａｎ  （ｆ／２）
＝√（（１＋ｅ）  ／  （１−ｅ））  ×  ｔａｎ  （ｇ  ／  ２）
ｍ＝ｇ  −  ｅ×ｓｉｎ  ｇ
ここで、ｅ  が求める離心率である。
真近点離角ｆは角度ａを用いて次のように表わされる。
ｆ＝π−ａ
【００１５】
以上をまとめると、軌道傾斜角ｉから角度ａが求められ、ａから真近点離角ｆが求められ、ｆとｍからｅが求められる。なお、これらの式からわかるようにｆとｍからｅを求める式は超越方程式となり直接に解析的に求めることができず繰り返し法のような数値計算で求めることになる。
具体的な例としてｉ＝４５度の時、ａ＝５０．７６８４８  度となり、数値計算によりｅ＝０．０９９  となることがわかる。
【００１６】
このように、本実施の形態に係る情報処理装置の対象とする非静止衛星の例である準天頂衛星は、昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、即ち軌道面がほぼ１２０度づつ回転した配置になり、等軌道傾斜角（４５度）、等近地点引数（２７０度）かつ等周期（ほぼ静止周期、２３時間５６分）の３つの衛星軌道において、それぞれの軌道上を飛行する衛星が各軌道の会合点で会合するように、３つの軌道に共通な離心率（０．０９９）が設定されている。
【００１７】
図２は衛星直下点の地表上の軌跡を示す。
その軌跡は非対称８の字の形をしており、８の字の交点が図１の会合点そのものを示す。図１では３つの軌道が示されているが、それらの軌道要素を上記のように設定することで衛星直下点の地表軌跡は１つの８の字となる。各衛星が遠地点または近地点に位置するときその直下点の経度は東経１３５度であり、衛星が会合点から遠地点を経て次の会合点にいたるときその直下点の軌跡は８の字の交点から始まり北緯４５度東経１３５度の衛星直下地点を経て８の字の交点に再び戻ってくる。この期間（約８時間）の衛星は日本上空に滞在し、日本から衛星を見た時の仰角は約７０度以上となり、山や建物の陰に入る可能性は通常の静止衛星にくらべて低くなる。
２つの衛星が会合点で会合する場合、例えば、第３軌道の衛星と第１軌道の衛星とがＣ点にて会合する場合（地上局が通信対象とする衛星が第３軌道の衛星から第１軌道の衛星に切替る場合）は、衛星に送信される信号は地上局のアンテナから第３軌道の衛星に向かって送られており、ここで衛星に送信される信号が第１軌道の衛星にも送られるよう第３軌道の衛星向けとは異なる周波数で第１軌道の衛星への送信が開始される。そして、地上局における切替え処理が完了すると、第３軌道の衛星への送信が停止され、代わりに第１軌道の衛星が地上との通信を継続して担当することになる。
ここで、第３軌道の衛星と第１軌道の衛星とが会合する際に、第３軌道の衛星と第１軌道の衛星とが衝突することなく地上局が同一のアンテナで２つの衛星に同時に信号を送り出すことが出来る程度に接近していることが望ましい。
このため、本実施の形態に係る情報処理装置では、２つの衛星が会合する際に、２つの衛星が衝突することなく地上局の同一のアンテナで２つの衛星に同時に信号を送り出すことが出来る程度に接近して会合するように各衛星の位置関係を決定する。
【００１８】
図３は、本実施の形態に係る情報処理装置４０の構成例を示すブロック図である。
【００１９】
入力部４０１は、オペレータから各種の指示を入力する。
表示部４０２は、情報処理装置４０の処理結果等を表示ディスプレイに表示する。
【００２０】
許容偏差角度決定部４０３は、各衛星がそれぞれの衛星軌道を周回する際の周回位置偏差の許容偏差範囲である許容偏差角度を決定する。許容偏差角度は、地球の中心を基準とする衛星の位置から許容偏差までの角度である。
【００２１】
第１の平行軌跡設定部４０４は、軌道面偏倚角度決定の対象となる衛星（以下、第２の人工衛星という）の軌道面偏倚角度決定の際に基準となる衛星（以下、第１の人工衛星）の衛星軌道から許容偏差角度だけ離れた位置に第１の衛星の衛星軌道に平行な平行軌跡（第１の平行軌跡）を設定する。ここで、本明細書では、平行とは衛星軌道と一定間隔を保って衛星軌道に並走していることをいい、平行軌跡とは衛星軌道から許容偏差角度だけ離れた位置を保って衛星軌道に並走する軌跡をいう。衛星軌道は曲線からなるが、衛星軌道に並走する軌跡を平行軌跡とよぶ。
図４は、第１軌道の衛星を第１の人工衛星とし、第２軌道の衛星を第２の人工衛星とした例を示しており、１３は第１軌道１０から許容偏差角度だけ離れた第１軌道１０に平行する平行軌跡であり、第１の平行軌跡である。
【００２２】
第２の平行軌跡設定部４０５は、第２の人工衛星の衛星軌道から許容偏差角度だけ離れた位置に第２の人工衛星の衛星軌道に平行な平行軌跡（第２の平行軌跡）を設定する。同様に、図４において、２３は第２軌道２０から許容偏差角度だけ離れた第２軌道２０に平行する平行軌跡であり、第２の平行軌跡である。
【００２３】
第１の保持範囲設定部４０６は、第１の人工衛星の周りに第１の保持範囲を設定する。
第１の保持範囲とは、第１の人工衛星がとどまるべき範囲であり、第１の人工衛星を中心とし２辺が第１の平行軌跡上にある矩形をいう。
衛星の軌道は地球偏平による重力偏向や月・太陽の引力、太陽輻射圧の影響で次第にずれてくるが、衛星軌道に対するずれの限度を定めるのが保持範囲であり、保持範囲を逸脱しそうな場合には、衛星は軌道制御スラスタ即ちガスジェットを噴射することで軌道修正を行う。
この保持範囲に常に衛星をとどめておくことで、通信用アンテナを精度良く所定の地上方向に向けておくことが出来、他の衛星への電波干渉や物理的な衝突を回避することが可能になる。
図４の１４は、第１の人工衛星たる第１軌道の衛星の保持範囲、すなわち第１の保持範囲を示している。図４では、第１の保持範囲１４は、第１軌道の衛星の位置１１から各辺までの間が許容偏差角度分離れている正方形としている。
なお、地球方向には保持範囲を設ける必要はない。
【００２４】
第２の保持範囲設定部４０７は、第２の人工衛星の周りに第２の保持範囲を設定する。
第２の保持範囲とは、第２の人工衛星がとどまるべき範囲であり、第２の人工衛星を中心とし２辺が第２の平行軌跡上にある矩形をいう。
図４の２４は、第２の人工衛星たる第２軌道の衛星の保持範囲、すなわち第２の保持範囲を示している。図４では、第２の保持範囲２４は、第２軌道の衛星の位置２２から各辺までの間が許容偏差角度分離れている正方形としている。なお、地球方向には保持範囲を設ける必要はない。
【００２５】
軌道情報記憶部４０８は、各衛星の軌道情報を記憶している。軌道情報とは各衛星が周回すべき軌道の軌跡を示す情報である。
【００２６】
基準角度算出部４０９は、第２の人工衛星の軌道面偏倚角度を決定する際の基準となる基準角度を算出する。基準角度の内容については後述する。
【００２７】
軌道面偏倚角度決定部４１０は、第１の人工衛星の軌道面偏倚角度を決定するとともに、第１の人工衛星の軌道面偏倚角度に基づき第２の人工衛星の軌道面偏倚角度を決定する。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る情報処理装置４０における軌道面偏倚角度の決定原理を説明する。
図５は、軌道面偏倚角度の決定原理を説明するための図である。
図５では、第１軌道の衛星を第１の人工衛星とし、第２軌道の衛星を第２の人工衛星とした例を示している。昇交点赤経が１２０度づつ異なり、即ち軌道面が１２０度づつ回転した配置になり、等軌道傾斜角（４５度）、等近地点引数（２７０度）かつ等周期（ほぼ静止周期、２３時間５６分）で３つの軌道に共通な離心率（０．０９９）が設定されている３つの衛星軌道において、それぞれの軌道上を飛行する衛星が各軌道の会合点で遭遇するように配置できることはすでに述べた。しかし、会合点で遭遇することは衛星の衝突の可能性があり避けなければならない。このため、３つの軌道上を飛行する衛星が各軌道の会合点で遭遇するように配置した軌道で、第２軌道の軌道面を赤道面に垂直で地球中心を通る軸まわりに少し回転移動する。図５の２６は回転移動する前の第２軌道を示す。回転移動する前の第２軌道の会合点Ａ点に対して、Ａ点の回転移動後の点を会合点ＡＡ点と呼ぶ。また、断わりなく第２軌道と呼ぶ時は回転移動後の第２軌道を意味する。図５において、第１軌道の衛星は会合点Ａ点の位置にあり、第２軌道の衛星は会合点ＡＡ点の位置にある。そして、第１の平行軌跡１３の上方の平行軌跡と第２の平行軌跡２３の上方の平行軌跡とが交差する点（平行軌跡交点）にて、第１軌道の衛星の保持範囲１４の右上方の頂点と第２軌道の衛星の保持範囲２４の左上方の頂点とが重複している。この状況では、第１軌道の衛星と第２軌道の衛星とは保持範囲の重複点にて衝突する可能性があるが、第１軌道の衛星の保持範囲１４と第２軌道の衛星の保持範囲２４とが一点において重複するものであるため、前述のように第２軌道の軌道面を赤道面に垂直で地球中心を通る軸まわりに少し回転移動することにより、図５での両衛星間の横方向の間隔が広がるため、両衛星は衝突する危険性がなくなる。図４は、図５に示す状態になる直前の両衛星の位置関係（第２軌道の衛星が会合点ＡＡ点の手前にある状態）を示しているが、第１軌道の衛星の保持範囲１４と第２軌道の衛星の保持範囲２４とが重複しておらず、衝突の危険性がない。また、図６は、図５に示す状態の直後の両衛星の位置関係（第１軌道の衛星が会合点Ａ点を通り過ぎた状態）を示しているが、第１軌道の衛星の保持範囲１４と第２軌道の衛星の保持範囲２４とは重複しておらず、衝突の危険性がない。
このように、両衛星が衝突する危険性があるのは両衛星が図５に示す位置関係にある場合であり、図５に示す位置関係から第２軌道の衛星の軌道面を赤道面に垂直で地球中心を通る軸まわりに少し回転移動することにより、両衛星間の横方向の間隔が広がり、両衛星は衝突する危険性がない。換言すれば、第１の保持範囲１４の右上方の頂点が第１の平行軌跡と第２の平行軌跡との交点（平行軌跡交点）上にあるときに第２の保持範囲２４の左上方の頂点が既に平行軌跡交点を通過済みであれば、両保持範囲は重複せず、両衛星が衝突する危険性がない。
このことは、第１の保持範囲１４の右上方の頂点が平行軌跡交点に重なる際の第１軌道の衛星〜会合点Ａ点を通る子午線の角度よりも第２軌道の衛星〜会合点Ａ点を通る子午線の角度の方が大きければ、両保持範囲は重複せず、両衛星が衝突する危険性がないことを意味する。
【００２９】
このため、本実施の形態に係る情報処理装置４０は、第１の保持範囲１４の右上方の頂点が平行軌跡交点に重なる際の第２軌道の衛星〜会合点Ａ点を通る子午線の角度が第１軌道の衛星〜会合点Ａ点を通る子午線の角度よりも大きくなるように第２軌道の衛星の軌道面偏倚角度を決定する。
なお、第１の保持範囲１４の右下方の頂点が第２の平行軌跡の内側にあり右上方の頂点が平行軌跡交点に重なる際の第１の人工衛星の位置を基準位置という。例えば、図５に示す第１軌道の衛星は基準位置にある。
【００３０】
次に、図７のフローチャートを参照して、本実施の形態に係る情報処理装置４０の軌道面偏倚角度決定手順を説明する。
まず、ステップＳ７０１において、第１の人工衛星と第２の人工衛星とを決定する。図１に示した第１軌道の衛星、第２軌道の衛星、第３軌道の衛星のうちのいずれを第１の人工衛星及び第２の人工衛星とするかについて入力部４０１がオペレータより指示を入力し、軌道面偏倚角度決定部４１０は、入力部４０１からの入力結果に従い、第１の人工衛星とする衛星、第２の人工衛星とする衛星を決定する。
【００３１】
次に、ステップＳ７０２において、許容偏差範囲を決定する。入力部４０１がオペレータより許容偏差角度の値を入力し、許容偏差角度決定部４０３が入力された値を許容偏差角度として決定し、記憶する。
次に、ステップＳ７０３において、第１の平行軌跡、第２の平行軌跡を設定する。第１の平行軌跡設定部４０４及び第２の平行軌跡設定部４０５がそれぞれ第１の平行軌跡及び第２の平行軌跡を設定する。具体的には、第１の平行軌跡設定部４０４は第１の人工衛星の軌道情報を軌道情報記憶部４０８より読み出し、許容偏差角度決定部４０３により決定された許容偏差角度に基づき第１の人工衛星の衛星軌道（以下、第１の衛星軌道という）から許容偏差角度だけ離れた位置に２つの平行軌跡を設定する。また、第２の平行軌跡設定部４０４は第２の人工衛星の軌道情報を軌道情報記憶部４０８より読み出し、許容偏差角度決定部４０３により決定された許容偏差角度に基づき第２の人工衛星の衛星軌道（以下、第２の衛星軌道という）から許容偏差角度だけ離れた位置に２つの平行軌跡を設定する。
【００３２】
次に、ステップＳ７０４において、第１の人工衛星の軌道面偏倚角度を決定する。入力部４０１がオペレータから第１の人工衛星の軌道面偏倚角度を入力し、軌道面偏倚角度決定部４１０による処理を経て軌道情報記憶部４０８が第１の人工衛星の軌道面偏倚角度を記憶する。具体的には、特定の位置、例えば、第１の人工衛星が第２の人工衛星との会合点に到達すべき時刻をオペレータより入力し、軌道面偏倚角度決定部４１０がオペレータから入力された時刻に基づき第１の衛星軌道上の各位置について到達時刻を算出し、第１の到達時刻情報として軌道情報記憶部４０８に記憶させる。
【００３３】
次に、ステップＳ７０５において、第１の保持範囲を設定する。第１の保持範囲設定部４０６は、軌道情報記憶部４０８に記憶された第１の人工衛星の軌道情報を読み出し、第１の衛星軌道上の各位置について第１の保持範囲を設定し、第１の保持範囲設定情報として軌道情報記憶部４０８に記憶させる。
【００３４】
次に、ステップＳ７０６において、第１の人工衛星の基準位置とその時刻（基準時刻）とを特定する。軌道面偏倚角度決定部４１０が、軌道情報に記憶された第１の人工衛星の軌道情報、第１の到達時刻情報及び第１の保持範囲設定情報に基づき、第１の人工衛星の基準位置、すなわち、図５に示すように第１の人工衛星の保持範囲の右上の頂点と平行軌跡交点とが重なるときの第１の人工衛星の位置を特定し、また、第１の人工衛星が当該基準位置に到達する時刻を基準時刻として特定する。
【００３５】
次に、ステップＳ７０７において、第１の人工衛星の基準位置と会合点を通る子午線との間の角度（基準角度）を算出する。基準角度算出部４０９が、ステップＳ７０６で特定された第１の人工衛星の基準位置と会合点を通る子午線との間の角度を算出して基準角度とする。
【００３６】
次に、ステップＳ７０８おいて、会合点を通る子午線から基準角度以上離れた位置を基準時刻における第２の人工衛星の位置とし、第２の人工衛星の軌道面偏倚角度を決定する。軌道面偏倚角度決定部４１０は、会合点を通る子午線から基準角度以上の角度が離れた第２の衛星軌道上の位置を特定し、第２の衛星軌道上の当該位置を基準時刻における第２の人工衛星の位置とする。つまり、基準時刻に、第１の人工衛星は会合点を通る子午線から基準角度分離れた位置（＝基準位置）に存在し、第２の人工衛星は会合点を通る子午線から基準角度以上離れた位置に存在するようにする。このようにして決定した基準時刻における第２の人工衛星の位置に基づき第２の衛星軌道の各位置について第２の人工衛星の到達時刻を算出し、第２の到達時刻情報として軌道情報記憶部４０８に記憶させる。
【００３７】
次に、ステップＳ７０９において、第２の人工衛星の保持範囲を設定する。第２の保持範囲設定部４０７が軌道情報記憶部４０８に記憶された第２の人工衛星の軌道情報を読み出し、第２の衛星軌道上の各位置について第２の保持範囲を設定し、第２の保持範囲設定情報として軌道情報記憶部４０８に記憶させる。
【００３８】
以上のようにして第２の人工衛星の軌道面偏倚角度を決定することにより、第１の人工衛星と第２の人工衛星は第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなくそれぞれ会合点を通過することができ、第１の人工衛星と第２の人工衛星とが衝突する危険性を回避することができる。
【００３９】
例えば、図１における第１軌道の衛星を第１の人工衛星とし、第２軌道の衛星を第２の人工衛星として第２軌道の衛星の軌道面偏倚角度を決定した場合には、第２軌道の衛星を第１の人工衛星とし、第３軌道の衛星を第２の人工衛星とし、図７に示した手順に従って処理することで第３軌道の衛星の軌道面偏倚角度を決定することができる。但し、既に許容偏差角度、第２軌道の衛星の軌道面偏倚角度及び第２軌道の衛星の保持範囲は決定しているので、ステップＳ７０２〜Ｓ７０５は省略する。
【００４０】
また、これまでの説明とは逆に、図５における第２軌道の衛星を第１の人工衛星とし、第１軌道の衛星を第２の人工衛星とし、第２軌道の衛星の位置に基づいて第１軌道の衛星の軌道面偏倚角度を決定する場合は、図５に示す第２軌道の衛星の位置（第２軌道の衛星の保持範囲の左下方の頂点が第１軌道の人工衛星の平行軌跡の内側にあり左上方の頂点が平行軌道交点に接するときの第２軌道の衛星の位置）を基準位置とし、第２軌道の衛星が基準位置にあるときの第２軌道の衛星と会合点Ａ点を通る子午線との間の角度を基準角度とする。
【００４１】
次に、具体的な数値を用いて、第２の人工衛星の軌道面偏倚角度の決定手順について説明する。
以下では、許容偏差角度を０．１度とした場合を例にして説明する。
図８は、図５に示した状態と同じ状態を示しているが、説明の便宜上、第１軌道の衛星及び第２軌道の衛星の位置は省略し、第１の保持範囲及び第２の保持範囲のみを表示している。また、図８では、第１軌道と第２軌道の交差角度を具体的に示している。また、上述したように、本例では許容偏差角度を０．１度としているため、第１軌道から第１の平行軌跡までの角度は０．１度、第２軌道から第２の平行軌跡までの角度も０．１度となる。また、第１軌道の衛星から第１の保持範囲の各辺までの角度は０．１度であり、第１の保持範囲の各辺の長さに相当する角度は０．２度となっている。また、第２の保持範囲も同様であり、第２軌道の衛星から第２の保持範囲の各辺までの角度は０．１度であり、第２の保持範囲の各辺の長さに相当する角度は０．２度となっている。
また、以下では、第１軌道の衛星を第１の人工衛星との例とし、第２軌道の衛星を第２の人工衛星の例として説明する。
【００４２】
図８では、それぞれの保持範囲がＸ点で接している（第１軌道の衛星が基準位置にある）。Ｘ点は第１の平行軌跡の上方の平行軌跡と第２の平行軌跡の上方の平行軌跡とが交差する平行軌跡交点である。Ｚ点は第１軌道と第２軌道とが交差する軌道交点である。Ｙ点は第１の保持範囲のうち前方の辺と第１軌道とが重なる点である。
球面三角形ＺＸＹを取り上げたとき、Ｙ点が第１の保持範囲の辺上にあることから、内角Ｙは９０度となる。第１軌道と第２軌道は図１に示した軌道要素を取ることから、これら２つの軌道のなす角は１０４．４７８度および７５．５２２度となり、内角Ｚは１０４．４７８度の２分の１の５２．２３９度となる。また、第１の保持範囲が＋／−０．１度の正方形であることから、辺ｚ（角Ｚに対抗する辺角）は０．１度である。
直角球面三角形の公式から、辺ｘ（角Ｘに対向する辺角）は次のように表わされる；
ｓｉｎ  ｘ＝ｔａｎ  ｚ  ／  ｔａｎ  Ｚ
上記数値を用いて辺ｘを求めると、０．０７７度となる。
第１の保持範囲の中心位置（＝第１軌道の衛星の位置Ａ点）から第１の保持範囲の各辺までの角度は０．１度であるから、第１の保持範囲の中心位置（＝第１軌道の衛星の位置Ａ点）からＺ点までの角度は  ０．０７７＋０．１＝０．１７７  度となる。ここで、図８の対称性から、Ａ点とＡＡ点を結ぶ線分は、Ｘ点およびＺ点を通る子午線と直交する。この交点をＵ点とする。球面三角形ＡＺＵにおいて、内角Ｕは９０度であり、角ｕ（角Ｕに対向する辺角）は上記のあるように、０．１７７度である。内角Ｚは１０４．４７８度の２分の１の５２．２３９度である。
直角球面三角形の公式から、辺ｚ（角Ｚに対向する辺角）は次のように表わされる；
ｔａｎ  ｚ＝  ｃｏｓ  Ａ・ｔａｎ  ｕ  ，ｃｏｓ  ｕ  ＝  ｃｏｔ  Ａ・ｃｏｔ  Ｚ
上記数値を用いて辺ｚを求めると、０．１４０度となる。
この０．１４０度は基準角度（Ａ点から軌道交点Ｚ点を通る子午線までの角度、即ちＡ点とＵ点の間の角度）に相当する。また、図８において、幾何的関係は図の上下方向と左右方向に関して対称であるから、Ｚ点から第２の保持範囲の中心位置（＝第２軌道の衛星の位置ＡＡ点）までの角度も同様に０．１４０度となる。図８では、第１の保持範囲と第２の保持範囲とがＸ点において重複するため、第２の保持範囲を、第２軌道の軌道面を赤道面に垂直な地心を通る軸まわりに回転させて東西方向にずらせば、第１の保持範囲と第２の保持範囲とは重複しない。このため、第１軌道の衛星と軌道交点Ｚ点を通る子午線との間の角度が０．１４０度である際に第２軌道の衛星を軌道交点Ｚ点を通る子午線から０．１４０度より大きな角度を離した位置に配置すれば、第１軌道の衛星と第２の軌道の衛星は第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点Ｚ点を通過することができる。
【００４３】
また、第２軌道の衛星と軌道交点Ｚ点を通る子午線との間の角度の最大値については、Ｋｕバンド使用の４５ｃｍ直径パラボラアンテナのビーム幅は３度（ｐ−ｐ）であることから、ハンドオーバ時にパラボラアンテナの中心が１つの衛星を指向している時、他の衛星が１．５度以内の離れ角であれば同じアンテナで２つの衛星をカバーすることが可能となる。このため、ハンドオーバ時に２つの衛星を同時に１つのユーザーアンテナでカバーするために、２つの衛星のはなれ角の上限を１．５度とするのが適当であると考えられる。第１軌道の衛星と軌道交点Ｚ点を通る子午線までの角度は０．１４０度なので、軌道交点Ｚ点を通る子午線と第２軌道の衛星との間の角度は、１．５−０．１４０＝１．３６０度を上限とするのが適当である。
【００４４】
以上より、許容偏差角度を０．１度とした場合には、基準角度を０．１４度とし、第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度となる際の第２の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度よりも大きな角度であって１．３６度以下の角度となるように第２の人工衛星の軌道面偏倚角度を決定する。軌道交点の緯度がほぼ２６．５７度であるから、球面三角法により第１の人工衛星の衛星軌道と第２の人工衛星の各々の昇交点赤経の差は０．３１度以上１．６８度以下となる。
【００４５】
図９は図５に第２軌道の衛星の理想の位置２１を追加した図である。第２軌道の衛星の理想の位置とは、第１軌道の衛星と同時に会合点Ａに到達することになる回転移動前の第２軌道２６の衛星の位置である。
第２軌道の衛星が理想の位置にある場合には、第１軌道の衛星と同時に会合点Ａに到達するので、第２軌道の衛星の理想の位置と軌道交点Ｚ点を通る子午線との角度は、第１軌道の衛星の位置１１と軌道交点Ｚ点を通る子午線との角度に等しく、その角度は０．１４度である。
従って、図９において、幾何的関係は図の上下方向と左右方向に関して対称であるから、第２軌道の衛星の理想の位置２１と第２軌道の衛星の位置２２（第１の保持範囲と第２の保持範囲とが平行軌道交点にて重複する位置）とのなす角度は０．１４度の倍の０．２８度となる。このため、第２の保持範囲の離れ角、正確には第２軌道の衛星の理想の位置２１と第２の保持範囲の中心位置との離れ角が０．２８度であると、第１軌道の衛星と第２軌道の衛星の２つの衛星の衝突が防止されることがわかる。つまり、０．２８度は衝突防止のための最小値であり、０．２８度以上であればよい。最大値は、地上の端末から見て一度に２つの衛星が補足できる範囲で有ればよい。
【００４６】
図１０は、図１に各衛星の理想位置及び実際の位置を書き加えた図であり、図１１は、図２に各衛星の理想位置及び実際の位置を書き加えた図である。
図１０では、第１軌道の衛星が会合点Ｃ点に到達する際の状況を示している。第１軌道の衛星１１の実際の衛星位置は理想の位置に一致する。また、第３軌道の衛星の理想の位置３１は第１軌道の衛星の実際の位置１１に一致する。このように、理想の位置では各会合点Ａ、Ｂ、Ｃでおのおのの理想の位置が一致する。軌道要素のなかで理想の衛星位置の真近点離角は各々１２９．２３度、０度、２３０．７７度である。
そして、これまで説明してきたように、衛星間の衝突の可能性をなくするため、第２軌道と第３軌道での実際の衛星位置を理想の衛星位置から積極的に＋／−０．２８度ずつおのおのの軌道面を赤道面に垂直で地球中心を通る軸まわりにずらしてある。第２軌道においては、第２軌道の衛星の実際の位置２５は理想の位置２１から０．２８度その衛星を含む軌道面を赤道面に垂直で地球中心を通る軸まわりに回転させた位置とし、第３軌道においては、第３軌道の衛星の実際の位置３５は理想の位置３２から−０．２８度その衛星を含む軌道面を赤道面に垂直で地球中心を通る軸まわりに回転させた位置としている。
図１１では、第１軌道の衛星は丁度交点上にあり南から登ってきており、第３軌道の衛星は交点に向かって北から降りてきている。衛星に送信される信号は地上局のアンテナから第３軌道の衛星に向かって送られており、ここで衛星に送信される信号が第１軌道の衛星にも送られるよう第３軌道の衛星向けとは異なる周波数で第１軌道の衛星への送信を開始する。その際、第３軌道の衛星と第１軌道の衛星が接近していることから同一のアンテナで２つの衛星に同時に信号を送り出すことが出来る。また、地上局のアンテナとおのおのの衛星までの距離がほぼ同じであるため、信号切り替え時に必要となる送信信号の遅延時間制御が容易になる。このあと、第３軌道の衛星への送信が停止され、代わりに第１軌道の衛星が地上との通信を継続して担当することになる。
【００４７】
このように、許容偏差角度を０．１度にした場合には、第２軌道の衛星及び第３軌道の衛星のそれぞれについて理想の衛星位置から０．２８度回転させた位置を実際の位置とすれば、２機の衛星が会合する際にもそれぞの保持範囲を重複させることなく会合することができ、衝突の可能性を回避することができる。
【００４８】
なお、以上では、図１に示す衛星軌道を周回する人工衛星、すなわち、昇交点赤経がほぼ１２０度づつ異なり、即ち軌道面がほぼ１２０度づつ回転した配置になり、等軌道傾斜角（４５度）、等近地点引数（２７０度）かつ等周期（ほぼ静止周期、２３時間５６分）であり、共通な離心率（０．０９９）が設定された３つの衛星軌道をそれぞれ周回する３機の準天頂衛星を例として説明したが、他の衛星の衛星軌道と交差する衛星軌道を有する人工衛星であれば、どのような衛星軌道を周回する人工衛星であっても本実施の形態に係る情報処理装置にて周回偏倚位置を決定することができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の人工衛星と第２の人工衛星とが第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる軌道面偏倚角度を第２の人工衛星の軌道面偏倚角度として決定するため、会合点における衝突を防止できるとともに、ハンドオーバ時に第１の人工衛星と第２の人工衛星とを接近させることができる。このため、地上からみたハンドオーバ時の各衛星間の距離を小さくすることができ、地上の信号送信用のアンテナが１台で済みハンドオーバ時の送信信号の遅延時間制御も容易になる。
【００５０】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１に示した軌道面偏倚角度にて衛星軌道を周回する人工衛星及び当該人工衛星の軌道制御を行う軌道制御装置について説明する。
【００５１】
上述したように、衛星の軌道は地球偏平による重力偏向や月・太陽の引力、太陽輻射圧の影響で次第にずれてくる。軌道制御装置は、衛星までの距離を電波の往復時間で測定して衛星の位置を推定する事でこのずれる量を事前に予測する事ができる。ずれが大きくなり衛星が保持範囲から逸脱しそうになるときは軌道制御のための指示（軌道制御指示）を軌道制御装置から衛星に対して行う。
衛星では、衛星に搭載された軌道制御スラスタ即ちガスジェットを噴射することで保持範囲にとどまるよう制御する。軌道制御スラスタは定まった推力（約２２Ｎの組み合わせ）をオンオフで噴射するもので線形の推力は発生できず、衛星が保持範囲から逸脱しそうになると軌道制御装置で保持範囲に長くとどまれるような噴射方向と噴射量を計算で求め、軌道制御指示としてこれらの情報を衛星に送ってスラスタ噴射を行わせる間歇的な制御である。
このように、軌道制御装置により人工衛星の軌道制御を行うことにより、実施の形態１に示した軌道面偏倚角度にて人工衛星を周回させることができ、このため、ある会合点にて会合する２機の人工衛星を第１の人工衛星と第２の人工衛星とした場合に、第１の人工衛星と第２の人工衛星は第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる。第１の保持範囲及び第２の保持範囲とは、実施の形態１で示した通りであり、第１の人工衛星及び第２の人工衛星がとどまるべき範囲をいう。
【００５２】
図１２は、本実施の形態に係る軌道制御装置５０の構成例を示すブロック図である。
【００５３】
衛星通信部５０１は、衛星軌道を周回する人工衛星と通信を行う。衛星通信部５０１では、衛星位置の推定のための電波の送受信及び軌道制御指示の送信を行う。
【００５４】
衛星位置推定部５０２は、衛星までの距離を電波の往復時間で測定して衛星の位置を推定する。
【００５５】
軌道情報記憶部５０３は、実施の形態１で示した情報処理装置４０の軌道情報記憶部４０８と同じ情報を記憶しており、例えば、図１に示す３機の準天頂衛星についてそれぞれの衛星の軌道情報、時刻情報、保持範囲設定情報を記憶している。
軌道情報とは各衛星が周回すべき軌道の軌跡を示す情報であり、時刻情報とは衛星軌道の各位置に衛星が到達すべき時刻を示す情報であり、保持範囲設定情報とは衛星軌道の各位置における保持範囲を示す情報である。
軌道情報記憶部５０３に記憶されている軌道情報、時刻情報、保持範囲設定情報は、実施の形態１で示した軌道面偏倚角度に対応しており、第１の人工衛星と第２の人工衛星とが第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができるようになっており、例えば、実施の形態１で示した許容偏差角度が０．１度の場合では、第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度の際に第２の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度より大きく１．３６度以下の角度となるようになっている。
【００５６】
制御指示部５０４は、衛星位置推定部５０２にて推定された衛星位置と軌道情報記憶部５０３に記憶された軌道情報、時刻情報、保持範囲設定情報とに基づき、衛星が保持範囲を逸脱するおそれがあるか否かを判断し、逸脱するおそれがある場合には、軌道制御スラスタの噴射方向と噴射量を計算で求め、算出した噴射方向と噴射量とを示す軌道制御指示を生成し、衛星通信部５０１を介して衛星に対して送信する。
【００５７】
図１３は軌道制御を行うための人工衛星の形態を示す。
人工衛星本体に軌道制御スラスタが複数設置されて、軌道面に垂直な方向（＋と−の両方向）に推力を発生するとともに軌道の進行方向（＋と−の両方向）に推力を発生する。衛星本体はアンテナを地球方向に向けるためと軌道制御スラスタが所定の方向に推力を発生できるように三軸安定制御が行われている。軌道制御装置５０から送信された軌道制指示に従って軌道制御スラスタを噴射することで衛星を常に保持範囲のなかにとどめておくことができる。
【００５８】
このように、本実施の形態によれば、軌道制御装置が人工衛星の位置を推定し、衛星が保持範囲を逸脱しそうな場合には軌道制御指示を送り、人工衛星で軌道制御指示に従って軌道制御を行うことにより人工衛星を保持範囲にとどめておくことが可能となり、この結果、第１の人工衛星と第２の人工衛星は第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することが可能となり、会合点（軌道交点）における衝突を防止できるとともに、ハンドオーバ時に第１の人工衛星と第２の人工衛星とを接近させることができる。このため、地上からみたハンドオーバ時の各衛星間の距離を小さくすることができ、地上の信号送信用のアンテナが１台で済みハンドオーバ時の送信信号の遅延時間制御も容易になる。
【００５９】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１及び２にて説明した人工衛星と通信を行う地上の通信装置について説明する。
【００６０】
図１４は、本実施の形態に係る通信装置を説明するための図である。
図において、衛星受信用アンテナ７０１は車輌に搭載されたアンテナであり、準天頂衛星６０から配信されるコンテンツ情報、測位情報、補正情報を受信する。
コンテンツ再生装置７０２及びカーナビゲーション装置７０３は車輌に搭載された通信装置である。コンテンツ再生装置７０２は衛星受信用アンテナ７０１を介してコンテンツ情報を受信し、コンテンツ情報の再生を行う。カーナビゲーション装置７０３は、衛星受信用アンテナ７０１を介して測位情報及び補正情報を受信し、測位情報及び補正情報を用いて車輌の所在位置を測位し、カーナビゲーションを行う。補正情報は、測位情報による測位の際に生じる誤差を補正するための情報であり、Ｄ−ＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ−Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）技術等に基づき作成された情報である。
携帯端末８０１は、準天頂衛星６０から配信されるコンテンツ情報、測位情報、補正情報を受信し、コンテンツ情報の再生を行うとともに、測位情報及び補正情報を用いて携帯端末８０１のユーザの所在位置の測位を行う。
コンテンツ再生装置７０２、カーナビゲーション装置７０３、携帯端末８０１は通信装置の例に相当する。
【００６１】
コンテンツ再生装置７０２、カーナビゲーション装置７０３、携帯端末８０１が通信を行う準天頂衛星６０は、例えば、図１に示した３つの衛星軌道を周回する３機の衛星であり、上述したように、３機の準天頂衛星のうちの２機の準天頂衛星が順に約８時間ごとに会合点で会合し、コンテンツ再生装置７０２、カーナビゲーション装置７０３、携帯端末８０１は、２機の準天頂衛星が会合点にて会合する際に、通信対象となる衛星を切替える（ハンドオーバを行う）。
この切替は、準天頂衛星からの指示に従い、コンテンツ再生装置７０２、カーナビゲーション装置７０３、携帯端末８０１が行っても良い。また、コンテンツ再生装置７０２、カーナビゲーション装置７０３、携帯端末８０１が３機の準天頂衛星のうちの２機の準天頂衛星からの信号を受信したときに、コンテンツ再生装置７０２、カーナビゲーション装置７０３、携帯端末８０１が自動的に切替を行っても良い。
準天頂衛星６０は、それぞれ、実施の形態１で示した軌道面偏倚角度にて衛星軌道を周回している。コンテンツ再生装置７０２、カーナビゲーション装置７０３、携帯端末８０１がハンドオーバ前に通信を行っている衛星を第１の人工衛星とし、ハンドオーバ後に通信を行う衛星を第２の人工衛星とした場合に、第１の人工衛星と第２の人工衛星は第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく軌道交点を通過することができる。つまり、第１の人工衛星と第２の人工衛星とが会合点において衝突することなく衛星受信用アンテナ７０１又は携帯端末８０１のアンテナが同時に２つの衛星（第１の人工衛星と第２の人工衛星）と通信を行うことが出来る程度に接近して会合する。例えば、実施の形態１で示した許容偏差角度が０．１度の場合では、第１の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度の際に第２の人工衛星と軌道交点を通る子午線との間の角度が０．１４度より大きく１．３６度以下の角度となるようになっている。
準天頂衛星６０はこのように互いに接近して会合するため、コンテンツ再生装置７０２、カーナビゲーション装置７０３、携帯端末８０１は、ハンドオーバ時にそれぞれ一つのアンテナで第１の人工衛星と第２の人工衛星とを捕捉することができ、ハンドオーバ時の遅延時間制御を容易に行うことができる。
【００６２】
なお、以上では、コンテンツ再生装置、カーナビゲーション装置、携帯端末といった移動通信装置を地上での通信装置の例としたが、固定の通信装置であってもよい。
【００６３】
また、以上では、コンテンツ再生装置、カーナビゲーション装置、携帯端末はコンテンツ情報、測位情報、補正情報を受信することとしたが、これら以外の情報を受信してもよい。
【００６４】
また、以上では、準天頂衛星を例にして説明したが、地上の通信装置と通信を行う衛星が順に切替るような非静止衛星であれば準天頂衛星以外の衛星であってもよい。
【００６５】
このように、本実施の形態によれば、通信装置は、第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させない程度に互いに接近して軌道交点を通過する第１の人工衛星と第２の人工衛星と通信を行うため、ハンドオーバ時に１つのアンテナで第１の人工衛星と第２の人工衛星とを捕捉することができ、ハンドオーバ時の遅延時間制御を容易に行うことができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、第１の保持範囲と第２の保持範囲とを重複させることなく第１の人工衛星と第２の人工衛星とが軌道交点を通過できるようにしたため、軌道交点における衝突を回避しながら、軌道交点における第１の人工衛星と第２の人工衛星との間の距離を接近させることができる。このため、地上からみたハンドオーバ時の各衛星間の距離を小さくすることができ、地上の信号送信用のアンテナが１台で済みハンドオーバ時の送信信号の遅延時間制御も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】準天頂衛星の衛星軌道の例を示す図。
【図２】準天頂衛星の衛星軌道の例を示す図。
【図３】実施の形態１に係る情報処理装置の構成例を示す図。
【図４】第１軌道の衛星と第２軌道の衛星とが会合する際の位置関係を示す図。
【図５】第１軌道の衛星と第２軌道の衛星とが会合する際の位置関係を示す図。
【図６】第１軌道の衛星と第２軌道の衛星とが会合する際の位置関係を示す図。
【図７】軌道面偏倚角度の決定手順を示すフローチャート図。
【図８】第１軌道の衛星と第２軌道の衛星とが会合する際の位置関係を示す図。
【図９】第１軌道の衛星と第２軌道の衛星とが会合する際の位置関係を第２軌道の衛星の理想の位置とともに示す図。
【図１０】各衛星の理想の位置及び実際の位置を追加して準天頂衛星の衛星軌道の例を示す図。
【図１１】各衛星の理想の位置及び実際の位置を追加して準天頂衛星の衛星軌道の例を示す図。
【図１２】実施の形態２に係る軌道制御装置の構成例を示す図。
【図１３】実施の形態２に係る人工衛星の構成例を示す図。
【図１４】実施の形態３に係る通信装置の例を示す図。
【図１５】離心率０．０９９の導出過程を説明する図。
【図１６】離心率０．０９９の導出過程を説明する図。
【図１７】離心率０．０９９の導出過程を説明する図。
【図１８】離心率０．０９９の導出過程を説明する図。
【符号の説明】
１０  第１軌道、２０  第２軌道、３０  第３軌道、４０  情報処理装置、５０  軌道制御装置、６０  準天頂衛星、４０１  入力部、４０２  表示部、４０３  許容偏差角度決定部、４０４  第１の平行軌跡設定部、４０５  第２の平行軌跡設定部、４０６  第１の保持範囲設定部、４０７  第２の保持範囲設定部、４０８  軌道情報記憶部、４０９  基準角度算出部、４１０  軌道面偏倚角度決定部、５０１  衛星通信部、５０２  衛星位置推定部、５０３  軌道情報記憶部、５０４  制御指示部、７０１  衛星受信用アンテナ、７０２  コンテンツ再生装置、７０３  カーナビゲーション装置、８０１  携帯端末。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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