衛星測位システム概要

衛星測位システムの概要

位置情報システムについて
　位置情報システムはＧＰＳが代表的ですが、その後各国も独自システムを開発しているようですので概要をまとめてみました。

①ＧＰＳ(アメリカ)ＮａｖｓｔａｒＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ
　ＧＰＳシステムは全地球上をカバーするシステムで１９７８年初号機打ち上げ。軌道面数６×４機で２４機がサービス中、予備機を含め３２機が軌道上にあるようで軌道高度は約２万ｋｍのようです。測位精度は民間用のＣＡ符号１．０２３Ｍｃｐｓで約１０ｍとのことですがイラク戦争が始まったときにはＳＡ（セレクティブアベイラビリティ）がかけられ数１００ｍの誤差が発生しました。軍用のＰ符号は１０．２３Ｍｃｐｓで高精度になっており巡航ミサイルの他、海洋、航空の航法のほか砂漠の戦車などで活用されたようです。米国国防総省が軍用目的で運用し一部が民間に開放されており、衛星の運用情報も公開されています。年間経費は７００億円程度とのことです。

②ガリレオ(ヨーロッパ＋中国)Ｇａｌｉｌｅｏ
　全地球上をカバーするシステムで２００５年１２月実験１号機打ち上げ。２００８年４月２号機打ち上げ軌道面数３で３０機で運用、軌道高度約２万３２２２ｋｍ、２０１１年１１月２機、２０１２年１０月２機で軌道上４機、２０１４年までに１８機で初期サービスを提供開始とのことですが２０１４年８月２２日に打ち上げた衛星２機（５基目、６基目）の軌道投入に失敗し部分運用にとどまっていましたが２０１６年１２月１５日から初期運用が開始されたようで、測位精度は１ｍ以下とのこと。将来の有料サービスでは測位精度数ｃｍとのことで、ＥＵ（欧州連合）、ＥＳＡ（欧州宇宙機関）などが運用しているようです。当初予定の３倍を超える１兆２０００億円が投じられたとのことです。

③グロナス(ロシア)ＧＬＯＮＡＳＳ
　１９７６年開発を開始。全地球上をカバーし１９８２年初号機打ち上げ、１９９６年に２４機となりましたが、ソ連の崩壊後の経済危機で一時中断していましたが、２０１１年１２月に軌道面数３で２４機体制が復活、２０１４年１１月現在２８機が軌道上にあるようです。軌道高度約１万９千ｋｍ民間用の測位精度は７ｍとのこと。ロシア連邦宇宙局が軍用に運用しているとのこと。

④北斗(中国)。コンパスＣＯＭＰＡＳＳ
　全地球上をカバーし２０００年に実験機を打ち上げ。静止衛星、準天頂衛星、中高軌道衛星の３５機配備、軌道高度３万６千ｋｍ及び２万２千ｋｍで民間用が１０ｍの精度とのこと。中国ではＧＰＳ衛星システムの電波に対し妨害電波が送信されているため、ＧＰＳシステムが使えないようになっています。巡航ミサイルに目標を攻撃されないようにしているとのことです。ちなみに、２０１７年時点では２３基とのことですが、軍需工場の多い四川など内陸部の企業振興のため、２０１１年から北斗衛星導航系統の民間活用を推進し、華為などは北斗の信号を受信できるスマホが１億５０００万台を超えたようです。また中国へ乗り入れる航空機への搭載も義務づけ、情報収集を加速するようです。
　中国は全世界向けサービスを２０２０年までに開始する予定でしたが、米中貿易摩擦の中で覇権争いに勝つため前倒しして２０１８年１２月２７日にサービスを開始したと発表しました。ただし、位置情報の誤差が２．５～５ｍの北斗３号は１９基のため精度の低い北斗２号と組み合わせた運用のため当面は精度が１０ｍ程度となるとのこと。今後０２０年までに北斗３号衛星を１１基追加するようです。

⑤ＩＲＮＳＳ＆ＧＡＧＡＮ(インド)
　特定地域をカバーし３機の静止衛星と４機の地球同期軌道衛星の７機で運用予定で測位精度２０ｍ以下。

⑥準天頂衛星システム(日本)。
　準天頂衛星（ＱＺＳＳ）は西太平洋をカバーしＧＰＳ衛星の補完システムで、３個あれば２４時間ＧＰＳ衛星の補完が出来ますし、７個あれば自律システムとして運用できるようです。測位精度は２ｍ以下で数ｃｍを目標としているようです。２０１７年６月１日に２号機、２０１７年８月１９日に３号機（静止軌道）と２０１７年１０月１０日に４号機衛星を打ち上げ、２０１８年１１月１日から２４時間サービス開始、２０２０年に１号機の後継機、２０２３年に５号機、６号機、７号機衛星を打ち上げ予定。
平成２９年８月１９日にＨ２Ａの３５号機で打ち上げの３号機は静止衛星で、全長１９ｍ、発電能６．３ｋＷで初号機より１ｋＷ大きく、寿命も１５年と初号機より３年長い設計のようです。

⑦ＧＰＳに頼りすぎています。
　日本はＧＰＳに頼りすぎています。ＧＰＳはカーナビの他、海上での船舶航行や航空機の航法など交通機関で使用されているほか、携帯電話基地局の周波数やデータの位相同期にも使われています。ＧＰＳの暦は１９８０年１月６日を基点とした１０ビットの週番号で構成されているため１０２３週の次は０週に戻ります、２０００年問題の前に１０２３週（約２０年）の１９９９年８月２２日の翌日に１９８０年に戻るというロールオーバー問題が発生しました。カーナビは２０年も使うことが想定されていないようですのでＧＰＳ受信機の製造時にオフセットがかけられていると２０年後に傷害が発生します。
　ＧＰＳ傷害が発生すると交通機関が麻痺するほか携帯電話も使えなくなります。その他にＧＰＳに頼っているＴＶ放送中継も見られなくなります。