北斗衛星導航系統

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北斗衛星導航系統（ほくとえいせいどうこうけいとう，BeiDou Navigation Satellite System）は中華人民共和国が独自に開発を進めている衛星測位システム(GNSS)である。

最初の北斗システムは公式には北斗衛星航法実験システムと呼ばれ北斗-1として知られる3機の衛星で構成され、現時点において運用は限定的である。2000年から中国と周辺国で航法に提供されている。

現在構築中の第二世代のシステムはコンパスまたは北斗-2として知られ、完成時には35機の衛星で構成される全地球測位システムになる予定である。予定ではアジア太平洋地域において2012年から全世界では2020年に運用体制が整う予定である。

北斗測位システムの主任設計者は孫家棟である。


システムの概要

北斗1号

全世界をカバーするアメリカのGPSとは異なり、限定されたエリアしかカバーしていない。2000年から2007年にかけて4基の衛星が打ち上げられた。

北斗2号

35基の衛星打ち上げを計画している。北斗1号を発展・拡張させたものではなく、それ自体新しい衛星測位システムである。2015年までの完成を目指しており、アメリカのGPSやヨーロッパのガリレオと同様に全世界をカバーする予定である。

名称の由来

北斗測位システムの名称は中国で北斗として知られるおお熊座に由来する。北極星を意味する名称で中国の天文学者によっておおぐま座の7つ星は北斗と命名された。[1]歴史的にこの星座は北極星の位置を探す為に使用された。同様に北斗も衛星航法システムとしての用途に用いられる。

歴史

北斗システム

中国国家航天局は中国による全地球測位システムの開発を3段階によって予定する。:[2]

  1. 2000 - 2003: 3機の衛星によって構成される北斗航法システムの実験
  2. by 2012: 中国とその周辺の地域での航法システム
  3. by 2020: 全地球航法システム

最初の2機の衛星である北斗-1Aは2000年10月30日に、北斗-1Bは2000年12月20日に打ち上げられた。3機目の北斗-1C(予備機として)は2003年5月25日に軌道投入された。[3][4] 北斗-1Cの成功は同様に北斗-1航法システムの構築を意味する。

2006年11月2日、中国は2008年から北斗の精度10m、0.2ナノ秒、0.2m/秒の運用を開放すると発表した。[5][要出典]

2007年2月 北斗-1システムの最後の衛星である北斗-1D(北斗-2Aとも呼ばれる予備衛星)が打ち上げられた。[6] 衛星はシステムの故障により制御が困難だったが完全に普及したと報告された。[7][8]

2007年4月最初の北斗-2衛星のコンパス-M1(北斗-2の周波数を有効にする)の打ち上げに成功した2番目の北斗-2衛星であるコンパス-G2は2009年4月15日に打ち上げられた。[9] 3機目の(コンパス-G1)は2010年1月17日に長征 3Cロケットで打ち上げられた。[10]2010年6月2日に4機目が打ち上げられた。[11] 5機目は2010年8月1日に西昌衛星発射センターから長征 3Iロケットで打ち上げられた。[12] 2010年1月15日北斗衛星測位システムの公式サイトが開設された。[10]

ガリレオ測位システムへの関与

2003年9月、中国はヨーロッパのガリレオ計画へ加わり、その後数年間で23000万ユーロを出資した。 [13]中国の"北斗"測位システムは軍用のみに使用されると信じられていた。[5] 2004年10月中国は公式にガリレオ計画に加わりガリレオ計画における"ガリレオ共同事業体" (GJU) と "中国リモートセンシングセンター" (NRSCC)の間での協定が調印された。[14] ガリレオ計画においてシノ-ヨーロッパ企業との合意を元に中国ガリレオ産業 (CGI)が中国におけるガリレオ計画の元請業者として2004年12月に設立された。[15]2006年4月にEUと中国の間でガリレオの枠組みにおける11の共同計画に調印された。[16] 香港を拠点とするサウスチャイナ・モーニング・ポストによる2008年1月の報告によると[17]中国はガリレオ計画において役割を満たしておらずアジア市場においてガリレオと競合するとしている。

システムの詳細

実験システム (北斗-1)

詳細

北斗-1は4機(3機が稼動中で1機は予備)の衛星から構成される実験的な航法システムである。衛星自体は中国のDFH-3静止通信衛星を元にしており打ち上げ重量はそれぞれ1000kgである。[18] 中軌道の衛星を用いるアメリカのGPSやロシアのGLONASSやヨーロッパのガリレオシステムと異なり、北斗-1は静止衛星を使用する。これはシステムが大規模な複数の衛星を必要としないことを意味するが同時に地球上で使用できる範囲が衛星を見ることが出来る地域に限定される事を意味する。[3]利用できる地域は東経70°から140°、北緯5°から55°の範囲である。[7]

進展状況

最初の衛星である北斗-1Aは2000年10月31日に軌道に投入された。2機目の北斗-1Bは2000年12月21日に打ち上げられた。3機目の北斗-1C(予備機として)は2003年5月25日に軌道投入され同様に実験システムが完成した。[3]

位置の計算

位置を計算する為以下の手順が用いられる。:[3]

  1. 遠隔端末から空へ向かって信号が送信される。
  2. それぞれの静止衛星が信号を受信する。
  3. それぞれの衛星が端末からの信号をそれぞれ受信した正確な時刻を地上局へ送る。
  4. 地上局では端末の緯度と経度を計算してデーターベースの地図から高度を認識する。
  5. 地上局から端末へ三次元の位置を衛星に送る。
  6. 衛星から計算された位置データを端末へ送る。

2007年新華社は北斗システムの精度はGPS単独よりもかなり高い最高0.5mであると報告した。 [19] 既存の利用者の端末は校正する事で精度を20mに出来る。(校正しない場合の精度は100m)[20]

端末

端末は地上局と通信可能で短いメッセージの送受信が可能である。

2008年時点で北斗-1の端末の1台あたりの費用は20000元 (US$2,929)でGPSのおよそ10倍の値段である。[21]端末が高価な理由として"輸入された集積回路を使用しているから"と言われるが中国は代替品を見つけて値段を1000元以下に出来ると見られる。[22]深圳市で2009年11月16日から21日に開催された中国ハイテクフェア ELEXCON 2009では現在、端末の値段は3000元以下だとされる。[23]

用途

  • 1000台以上の北斗-1端末が2008年の四川大地震で被害地域で情報の供給に使用された。[24]
  • 2009年10月より雲南省の全ての中国の国境警備隊員は北斗-1端末を装備する。[25]

航法システムの主任設計者である孫家棟によると"多くの組織が私達のシステムを使用することはとても好ましい"と語った。[26]

利点と欠点

全地球システム (北斗-2またはコンパス)

詳細は「コンパスナビゲーションシステム」を参照

詳細

北斗-2は既存の北斗-1の拡大版ではない。5機の静止衛星を含む35機の衛星から構成される新しいシステムで北斗-1と下位互換性があり30機の非静止衛星(27機は中軌道で3機は傾斜対地同期軌道) [27]で全地球を完全に覆う。2段階のサービスが供給される。無料サービスは民間でライセンスサービスは中国政府と軍用である。:[11][28]

  • 無料でのサービスは測位精度10mで同期時計の精度は10ナノ秒で測定速度は0.2 m/秒。
  • 許可されたサービスでは無料サービスよりも精度が高く通信に使用する事も可能でシステムの状態に関する情報が利用者に提供される予定。

進展状況

2010年8月より北斗-2の5機の衛星が打ち上げられた。計画では更に10機以上が打ち上げられ2012年にアジア太平洋地域での運用に供される。全地球測位システムは2020年に完成する予定。[29]

人工衛星の一覧（2012年4月時点）

日付 打ち上げロケット 衛星 軌道 利用 システム
2000年10月31日 長征 3A 北斗-1A 静止軌道 140°E No (墓場軌道) 北斗-1
2000年12月21日 長征 3A 北斗-1B 静止軌道 80°E Yes
2003年5月25日 長征 3A 北斗-1C 静止軌道 110.5°E Yes
2007年2月3日 長征 3A 北斗-1D 超同期軌道[30] No（軌道から脱離）
2007年4月14日 長征 3A コンパス-M1 中軌道 ~21,500 km Yes（試験のみ） 北斗-2
2009年4月15日 長征 3C コンパス-G2 No（軌道から脱離）
2010年1月17日 長征 3C コンパス-G1 静止軌道 144.5°E [10] Yes
2010年6月2日 長征 3C コンパス-G3[31] 静止軌道 84.7°E Yes
2010年8月1日 長征 3A コンパス-IGSO1 傾斜対地同期軌道[32] Yes
2010年11月1日 長征 3C コンパス-G4 静止軌道 160°E Yes
2010年12月18日 長征 3A コンパス-IGSO2 傾斜対地同期軌道 Yes
2011年4月10日 長征 3A コンパス-IGSO3 傾斜対地同期軌道 Yes
2011年7月27日 長征 3A コンパス-IGSO4 傾斜対地同期軌道 Yes
2011年12月2日 長征 3A コンパス-IGSO5 傾斜対地同期軌道 Yes
2012年2月25日 長征 3C コンパス-G5 静止軌道 Yes
2012年4月30日 長征 3B コンパス-M3 中軌道 Yes
2012年4月30日 長征 3B コンパス-M4 中軌道 Yes
  • 注記:全ての日付は中国標準時を基準にする

脚注

  1. ^ Atkins, William (2007年2月5日). “Chinese BeiDou navigation satellite launched from Long March 3A rocket”. iTWire.com. 2010年5月19日閲覧。
  2. ^ “The construction of BeiDou navigation system steps into important stage, "Three Steps" development guideline clear and certain” (Chinese). China National Space Administration (2010年5月19日). 2010年5月19日閲覧。
  3. ^ a b c d “Comparable with American and Russian in terms of performance, BeiDou-1 navigates for China” (Chinese). China National Space Administration (2003年5月30日). 2010年5月19日閲覧。
  4. ^ Pike, John. “BeiDou (Big Dipper)”. Space. GlobalSecurity.org. 2006年11月9日閲覧。 [リンク切れ]
  5. ^ a b Marks, Paul (2006年11月8日). “China's satellite navigation plans threaten Galileo”. NewScientist.com. http://www.newscientist.com/article/dn10472-chinas-satellite-navigation-plans-threaten-galileo.html 2006年11月9日閲覧。 
  6. ^ “China puts new navigation satellite into orbit”. GOV.cn. (2007年2月3日). http://english.gov.cn/2007-02/03/content_516638.htm 2010年5月20日閲覧。 
  7. ^ a b “BeiDou 1 Experimental Satellite Navigation System”. SinoDefence.com (2008年9月24日). 2010年5月20日閲覧。
  8. ^ “60-day works in space -- Story of reparation of the BeiDou satellite” (Chinese). Sohu (2007年4月18日). 2010年5月23日閲覧。
  9. ^ “Compass due Next Year”. Magazine article. Asian Surveying and Mapping (2009年5月4日). 2009年5月5日閲覧。
  10. ^ a b c “China successfully launched the third BeiDou satellite” (Chinese). Sohu (2010年1月17日). 2010年5月19日閲覧。
  11. ^ a b “China sends Beidou navigation satellite to orbit”. Spaceflight Now (2010年6月2日). 2010年6月4日閲覧。
  12. ^ “China successfully launches fifth satellite for its own global navigation network” (English). Xinhuanet. (2010年8月1日). http://news.xinhuanet.com/english2010/china/2010-08/01/c_13424634.htm 2010年8月1日閲覧。 
  13. ^ “China joins EU's satellite network”. Business News (BBC News). (2003年9月19日). http://news.bbc.co.uk/1/hi/business/3121682.stm 2006年11月9日閲覧。 
  14. ^ “First contracts of the Galileo project signed, China is to invest 200 million Euro” (Chinese). Xinhuanet. (2005年7月29日). http://news.xinhuanet.com/newscenter/2005-07/29/content_3281533.htm 2010年5月26日閲覧。 
  15. ^ “About us”. China Galileo Industries. 2010年5月26日閲覧。
  16. ^ “Eleven projects within the China-EU Galileo project have been signed and are carrying out” (Chinese). Xinhuanet. (2006年4月13日). http://news3.xinhuanet.com/politics/2006-04/13/content_4420183.htm 2010年5月26日閲覧。 
  17. ^ “South China Morning Post: China is not going to be the little partner of the Galileo project” (Chinese). Global Times. (2008年1月3日). http://china.huanqiu.com/eyes_on_china/2008-01/42334.html 2010年5月26日閲覧。 
  18. ^ Goebel, Greg (2008年9月1日). “International Navigation Satellite Systems”. vectorsite.net. 2008年9月1日閲覧。
  19. ^ “BeiDou navigation system first goes to public, with resolution 0.5 metre” (Chinese). Phoenix Television (2007年7月18日). 2010年5月19日閲覧。
  20. ^ “BeiDou Products”. BDStar Navigation. 2010年5月19日閲覧。
  21. ^ “BeiDou-1 commercial controversy: 10 times the price of GPS terminal” (Chinese). NetEase (2008年6月28日). 2010年5月23日閲覧。
  22. ^ “Why is China's beidou terminal so expensive?”. PRLog (2008年8月31日). 2010年5月29日閲覧。
  23. ^ “3000Yuan BeiDou Satellite Positioning System terminal solution was presented at ELEXCON” (Chinese). eetrend.com (2009年11月17日). 2010年5月29日閲覧。
  24. ^ “Hongkong report: BeiDou-1 played an important role in rescuing, 7 nations providing free satellite data” (Chinese). Sohu (2008年5月20日). 2010年5月23日閲覧。
  25. ^ “BeiDou-1 has equipped Yunnan troops, leading to command reform” (Chinese). Sohu (2009年10月14日). 2010年5月23日閲覧。
  26. ^ “China To Set Up Independent Satellite Navigation System”. SpaceDaily.com (2010年5月24日). 2010年6月4日閲覧。
  27. ^ “China Launches Another Compass GEO Navigation Satellite”. InsideGNSS.com (2010年6月2日). 2010年6月4日閲覧。
  28. ^ “Introduction of the BeiDou Navigation Satellite System” (Chinese). BeiDou.gov.cn (2010年1月15日). 2010年6月4日閲覧。
  29. ^ “BeiDou navigation system covers Asia-Pacific region till 2012” (Chinese). Xinhua News Agency (2010年3月3日). 2010年5月19日閲覧。
  30. ^ “Beidou Update”. armscontrolwonk.com (2010年1月18日). 2010年5月20日閲覧。
  31. ^ “China launches BeiDou-2 – Station and Lunar plans outlined”. NASASpaceFlight.com. (2010年6月2日). http://www.nasaspaceflight.com/2010/06/china-launches-beidou-2-station-lunar-plans-outlined/ 2010年6月3日閲覧。 
  32. ^ http://news.163.com/10/0806/06/6DCRU0AJ00014AED.html


関連項目

外部リンク


GNSS
グローバル・コンステレーション
地域コンステレーション
終了
衛星航法補強
システム
衛星型 (SBAS)
地上型 (GBAS)
終了
技術
チップセット
通信プロトコル
デバイス
地理情報サービス
共同プロジェクト
関連項目
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