(57)【要約】  本発明によれば、航行衛星(１)は、赤道(Ｅ)に対し傾斜した高軌道に位置する少なくとも３つの管理衛星(３.１〜３.３)により少なくとも部分的に管理される。上記の高軌道は赤道の平面と直径方向の直行交差線(５.１〜５.５)に沿って交差し、２つの外側の直径方向の直行交差線(５.１、５.３)との間に、少なくとも９０度に等しい経度角を形成する。【選択図】    図５
2010533290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上の使用者の位置決めシステムは、
−  中間高度軌道(２)に配置された、第１の複数の航行衛星(１)と、
−  高軌道(４)に配置され、上記の航行衛星(１)を少なくとも部分的に管理でき、地球(Ｔ)と通信できる第2の複数の管理衛星(３)とからなり、
−  上記の第２の複数の管理衛星(３)は各々高軌道(４)に配置された少なくとも３つの衛星(３.１、３.２、３.３)からなる１組からなり、その面は地球の赤道(Ｅ)の面に対し傾斜し、地球(Ｔ)に対する直径方向の直行交差線(５.１、５.２、５.３) に沿い赤道(Ｅ)を切断し、
−  ２つの外側の直径方向の直行交差線(５.２、５.３)はそれらの間に少なくとも９０度に等しい経度角を形成することを特徴とする位置決めシステム。
【請求項２】
上記の組の管理衛星(３.１、３.２、３.３)により決定される面が上記１組の中間高度軌道(２)の第１の複数の航行衛星(１)の外側に一定してあることを特徴とする請求項１に記載の位置決めシステム。
【請求項３】
記の経度角(２θ)は最大で１６０度に等しいことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の位置決めシステム。
【請求項４】
上記の組の管理衛星(３.１、３.２、３.３) の高軌道の面の傾斜(ｉ)は同一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置決めシステム。
【請求項５】
上記組の管理衛星の高軌道は地心同期していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置決めシステム。
【請求項６】
地球(Ｔ)から見た上記3つの管理衛星(３.１ 、３.２、３.３)の正弦曲線的見かけ高さ(ｈ)は、２４／ｎに等しい時間数で位相を異にし、ｎは上記組の管理衛星(３)の数であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置決めシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地上の使用者を位置決めするための衛星に基づくシステムに関し、この使用者は地球上、即ち、地球の軌道にある海やその他に位置する。
【背景技術】
【０００２】
衛星に基づく位置決めシステムは地球の周りの(約２５０００ｋｍ)の中間軌道に位置する一群の航行衛星からなることはよく知られている。これらの航行衛星とそれらの軌道は一般に当業界では、それぞれ、“ＭＥＯ衛星”と“ＭＥＯ軌道”(Medium Earth Orbit)で示されている。上記の航行衛星は幾つかの軌道面で均一に配分されており、地球のいずれかの点で、使用者は幾つかの航行衛星を見ることができる、即ち、それら(少なくとも３つ、使用者がその高度を知りたければ４つの)衛星と一直線上にあり、それらから使用者自身の地上の座標を演繹することができる。更に、地球の表面に配分されている通信ステーションと協働する少なくとも１つの地上の監視センタが一群の航行衛星の名目上(nominal)の作用を確実にするため設けられている。
【０００３】
上記の一群の航行衛星の管理を改善するため、上記の監視センタと上記の地上の通信ステーションとに、これらの航行衛星を少なくとも部分的に管理でき、地球と通信できる、(約４５０００ｋｍ)の高軌道に位置する管理衛星を追完することは既に提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
言うまでも無く、そのような高軌道の管理衛星の製造、配置、使用および操作にはかなりの費用がかかり、その管理衛星の数を制限するのが望ましい。
【０００５】
よって、本発明の要旨はこの目的を達成できる地上の位置決めシステムである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的で、本発明によれば、地上の使用者の位置決めシステムは、
−  中間高度の軌道に配置された、第１の複数の航行衛星と、
−  高軌道に配置され、上記の航行衛星を少なくとも部分的に管理でき、地球と通信できる第２の複数の管理衛星とからなり、
−  上記の第２の複数の管理衛星は各々高軌道に配置された少なくとも３つの衛星からなる１組からなり、その高軌道の面は地球の赤道の面に対し傾斜し、地球に対する直径方向の直行交差線に沿い赤道を切断し、
−  ２つの外側の直径方向の直行交差線はそれらの間に少なくとも９０度に等しい経度角を形成することを特徴とする。
【０００７】
こうして、上記の物体は、地球を隠すことなく、各航行衛星について少なくとも２つの管理衛星が存在するように配置されている。
【０００８】
航行衛星と管理衛星との間での一定不変の通信を確実にするため、上記の組の管理衛星により決定される面が上記1組の中間高度軌道の第1の複数の航行衛星の外側に一定してあるのが望ましい。
【０００９】
実際、上記の経度角は最大で１６０度に等しく、よって上記の管理衛星は上記の監視衛星の視覚内にある。
【００１０】
上記の組の３つの管理衛星の高軌道の面の傾斜は同一であるのが好ましい。
【００１１】
地上の通信センタの数を減らすため、上記組の管理衛星の傾斜した高軌道は静止しているのが望ましい。
【００１２】
時間を関数として、地球の赤道から見た上記３つの管理衛星の視水高さは正弦曲線的に変化する。そこで対応する正弦曲線を、上記組の管理衛星の数をｎとした場合、２４／ｎに等しい時間数で移動(シフト)させるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】高軌道にある管理衛星を備えた衛星に基づく位置決めシステムの略部分図である。
【図２】静止高軌道に配置された管理衛星の略斜視図である。
【図３】地球の赤道から見た図２の管理衛星の軌跡を示す
【図４】図２と図３の管理衛星の、赤道の上方の時間ｔ(１時間)を関数とした見かけ高さを示す表である
【図５】本発明による３つの管理衛星を備えた位置決めシステムの略部分斜視図である。
【図６】図５のシステムの３つの管理衛星の１組の見かけ軌跡の略図である。
【図７】時間ｔ(１時間)を関数とする、図５のシステムの３つの見かけ高さの正弦曲線的変化の相互関連付けを示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付図面の図により本発明が実施されている方法が明確になる。これらの図中、同一符号は同一要素を示す。
図１に部分的に略示されている既知の衛星に基づく置決めシステムは
−  地球Ｔの周りに中間高度(約２５０００ｋｍ)の軌道２に配置された航行衛星１と、
−  地球Ｔの周りに高軌道(約４５０００ｋｍ)４に配置された管理衛星３とからなる。
【００１５】
監視センタと地上の通信ステーション(図示略)により、上記の管理衛星３は、例えば、本願と同じ出願人の名義で２００７年５月１８日に出願されたフランス特願０７０３５６２号に記載された方法で、但しこれに限るものではないが、航行衛星２を少なくとも部分的に管理できる。
【００１６】
図２、図３及び図４は、高軌道４に配置された１つの管理衛星について、この後、図５、図６および図７に関して記載されている本発明を明確に説明することを意図する。この場合(図２参照)、この高軌道４は静止しており、その平面Ｐ４は赤道Ｅの平面ＰＥに対して傾斜(ｉ)の角度で傾斜している。平面Ｐ４とＰＥとの交差は直径方向の直線５である。  更に、図２には
−  上記の管理衛星３を通過する地上の子午線面に存在する赤道Ｅの点６とこの点６を結合する視覚線７と、
−  ２４時間周期で半径が４２０００ｋｍに等しい静止軌道８とが示されていて、この静止軌道８は、高軌道４の、平面ＰＥへの直角突出物に相当する。
【００１７】
高軌道４は地心同期であるので、管理衛星３が上記の高軌道４を辿り、赤道上の点６が地球の南北軸を中心として地球と共に回転している状態で、視覚線7は管理衛星３を指したままである。
【００１８】
よって、赤道Ｅ上に居て、管理衛星３を観測できる観測者に対しては、静止高軌道４が赤道Ｅの平面PEに対して傾斜しているので、上記の管理衛星３の見かけ高度ｈは地球の回転コースに対し正弦曲線的に変化する。時間ｔ(１時間)を関数としての見かけ高度ｈの変化を示す正弦曲線10が図４に示されている。
【００１９】
図４において、管理衛星３が０時に直径方向の直線５と一直線上にあると仮定すれば、この見かけ高度ｈは０時と１２時には０であり、６時には最大(値ｈmax)で、１８時には最小(値−ｈmin)である。
【００２０】
これより、赤道Ｅ上に居る観測者に対し、管理衛星３は、静止高軌道４に対し接線方向の平面にあり、交差点が直径方向の直行交差線５に位置する２つの対称形葉部(lobe)からなり、南北軸を含む、８の字型の見かけ軌跡９を描くこととなる(図３参照)。よって、この観測者に対しては、２４時間で管理衛星３は直径方向の直行交差線５を中心として見かけ軌跡９を描くと考えられることができる。
【００２１】
図５に示されている、本発明による地上の使用者の位置決めシステムは、中間高度の軌道２に配置された複数の航行衛星１に加えて、各々高軌道に配置された、(衛星３に類似する)３つの管理衛星３.１、３.２および３.３を備える。これら３つの高軌道は図面を明確にするため示されていないが、各々図２に関し描かれている高軌道４に類似する。
【００２２】
図２の高軌道４と全く同じように、管理衛星３.１、３.２および３.３がそれぞれ配置されている(各々軌道４に類似の)３つの静止高軌道が赤道Ｅの平面ＰＥに対し傾斜した面内にあり、(各々直径方向の直行交差線５に類似する) 直径方向の直行交差線５.１、５.２および５.３に沿ってこの平面ＰＥを切断する。上上記の管理衛星３.１、３.２および３.３の高軌道を含む平面の、上記の平面ＰＥに対する傾斜(ｉ)は同一で、中間の直径方向の直行交差線５.１の両側に存在する２本の直径方向の直行交差線５.２と５.３とは直径方向の直行交差線５.１と共に経度角(θ)を形成し、この角度は少なくとも４5度に等しく、最大は８０度に等しい。
【００２３】
更に、３つの管理衛星３.１、３.２および３.３により決定される平面Ｐ３は、航行衛星１が配置されている１組の中間高度の軌道２の外側である。
【００２４】
よって、衛星３に関し上記で説明したのと同様の方法で、管理衛星３.１、３.２および３.３各々は、赤道Ｅ上に居て衛星を観測している観測者に対しては、静止軌道８に対し接線方向の平面にあり、南北軸を備えた、８の字型の見かけ軌跡９.１、９.２あるいは９.３を描き、見かけ軌跡９.１、９.２あるいは９.３の各々の２つの葉部はそれぞれ直径方向の直行交差線５.１、５.２あるいは５.３と交差する。これは図６の略図で示されており、この図中３つの見かけ軌跡９.１、９.２および９.３はそれらの表面を上にして示されている。
【００２５】
管理衛星３.１、３.２および３.３の見かけ高度ｈはよって時間ｔを関数として正弦曲線的に変化する。対応する３つの正弦曲線10.１、10.２および10.３(各々図４の正弦曲線10に類似する)が図７に示されている。
【００２６】
図６及び図７の例では、管理衛星３.２は管理衛星３.１に対し８時間のラグ(遅延)相を有し、そして衛星３.３に対しては８時間のリード(早める)相を有する。
【図１】
2010533290.tif 000003
【図２】
2010533290.tif 000004
【図３】
2010533290.tif 000005
【図４】
2010533290.tif 000006
【図５】
2010533290.tif 000007
【図６】
2010533290.tif 000008
【図７】
2010533290.tif 000009
【国際調査報告】
2010533290.tif 000010
2010533290.tif 000011
2010533290.tif 000012
2010533290.tif 000013