坂井 丈泰(電子航法研究所) 廣江 信雄(日本電気株式会社...

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坂坂 坂坂 坂坂坂坂坂坂坂坂 () 坂坂 坂坂 坂坂坂坂坂坂坂坂 坂坂坂坂坂坂坂 坂坂坂坂坂 L1-SAIF 坂坂坂坂坂 坂坂坂坂坂坂坂坂坂坂坂 電電電電電電電電電電電電 電電電電電電電電電電電電 電電電電 電電電電 March 21, 2012 March 21, 2012

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電子情報通信学会総合大会 岡山大学 March 21, 2012. 準天頂衛星 L1-SAIF 信号による 広域緊急メッセージ放送. 坂井 丈泰(電子航法研究所) 廣江 信雄(日本電気株式会社 電波応用事業部). はじめに. 準天頂衛星システム( QZSS ) : 準天頂衛星軌道上の測位衛星による衛星測位サービス。 GPS 補完信号(測位衛星として動作)に加え、補強信号(付加的な情報を提供して全体の性能向上を図る)を放送。補強信号: L1-SAIF 、 LEX の2種類。 第一段階:初号機「みちびき」を2010年9月に打ち上げ、技術実証実験を実施中。 - PowerPoint PPT Presentation

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坂井 丈泰(電子航法研究所)廣江 信雄(日本電気株式会社 電波応用事業部)

坂井 丈泰(電子航法研究所)廣江 信雄(日本電気株式会社 電波応用事業部)

準天頂衛星 L1-SAIF信号による広域緊急メッセージ放送

準天頂衛星 L1-SAIF信号による広域緊急メッセージ放送

電子情報通信学会総合大会電子情報通信学会総合大会岡山大学岡山大学

March 21, 2012March 21, 2012

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はじめにはじめに• 準天頂衛星システム(準天頂衛星システム( QZSSQZSS))::

– 準天頂衛星軌道上の測位衛星による衛星測位サービス。準天頂衛星軌道上の測位衛星による衛星測位サービス。– GPSGPS補完信号(測位衛星として動作)に加え、補強信号(付加的な情報を提供補完信号(測位衛星として動作)に加え、補強信号(付加的な情報を提供して全体の性能向上を図る)を放送。補強信号:して全体の性能向上を図る)を放送。補強信号: L1-SAIFL1-SAIF、、 LEXLEXの2種類。の2種類。

– 第一段階:初号機「みちびき」を2010年9月に打ち上げ、技術実証実験を実第一段階:初号機「みちびき」を2010年9月に打ち上げ、技術実証実験を実施中。施中。

– 実用準天頂衛星システムの開発を閣議決定。実用準天頂衛星システムの開発を閣議決定。 20102010年代後半に4機体制とする。年代後半に4機体制とする。

• L1-SAIFL1-SAIF 補強信号補強信号::– サブメータ級の測位精度を提供する補強信号。サブメータ級の測位精度を提供する補強信号。– GPS L1 C/AGPS L1 C/A 信号と同一の周波数・変調方式:対応端末もすでに市販されている。信号と同一の周波数・変調方式:対応端末もすでに市販されている。– 補強情報の放送は毎秒1個のメッセージ(補強情報の放送は毎秒1個のメッセージ( 250250ビット)が最小単位。測位精度のビット)が最小単位。測位精度の改善には毎秒1個でも余裕があるので、他に有効な用途があれば使用できる。改善には毎秒1個でも余裕があるので、他に有効な用途があれば使用できる。

– 日本全国のような広い範囲を対象とした同報通信(片方向):災害時等における日本全国のような広い範囲を対象とした同報通信(片方向):災害時等における広域緊急メッセージの放送に適している。広域緊急メッセージの放送に適している。

• 内容内容::(1) 準天頂衛星システム(1) 準天頂衛星システム (3) 広域緊急メッセージの(3) 広域緊急メッセージの設計例設計例

(2) (2)  L1-SAIFL1-SAIF信号の概要信号の概要 (4) 遅れ時間・放送頻度の(4) 遅れ時間・放送頻度の検討検討

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(1)(1)

準天頂衛星システム準天頂衛星システム

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 44

• 東経東経 135135度を中心に配置度を中心に配置• 初号機「みちびき」:初号機「みちびき」:離心率離心率 0.0750.075、軌道傾斜角、軌道傾斜角 4343度度

• 高仰角からサービスを提供可能。高仰角からサービスを提供可能。• 山間部や都市部における測位・放送ミ山間部や都市部における測位・放送ミッションに有利。ッションに有利。

• 高仰角から放送する情報により、高仰角から放送する情報により、 GPSGPS衛星の捕捉を支援できる。衛星の捕捉を支援できる。

• 他にも有効な情報があれば、(障害物他にも有効な情報があれば、(障害物の少ない)高仰角から一括して放送可の少ない)高仰角から一括して放送可能。能。

準天頂衛星(準天頂衛星( QZSQZS))GPSGPS や静止衛星や静止衛星

準天頂衛星の構想準天頂衛星の構想

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実用準天頂衛星システムの開発実用準天頂衛星システムの開発• 準天頂衛星システム 第1段階準天頂衛星システム 第1段階::

– H15H15に官民合同プロジェクトとしてスタート。に官民合同プロジェクトとしてスタート。– H18.3H18.3計画見直し:まず1号機を打ち上げて技術実証実験。2号機以降はその後計画見直し:まず1号機を打ち上げて技術実証実験。2号機以降はその後検討。検討。

– 初号機「みちびき」は2010年9月に打上げ成功。予定通り各種実験を実施中。初号機「みちびき」は2010年9月に打上げ成功。予定通り各種実験を実施中。

• 第2段階:実用準天頂衛星システムの開発第2段階:実用準天頂衛星システムの開発::– H23.9.30H23.9.30閣議決定により、開発を進めることを決定。閣議決定により、開発を進めることを決定。– 20102010年代後半を目処として、4機体制による実用準天頂衛星システムの開発を年代後半を目処として、4機体制による実用準天頂衛星システムの開発を進める。進める。

– 将来的にはさらに7機体制への以降を目指す。将来的にはさらに7機体制への以降を目指す。– 目的:社会インフラの整備、アジア太平洋地域への貢献、災害対応能力の向上、目的:社会インフラの整備、アジア太平洋地域への貢献、災害対応能力の向上、など。など。

SMSSMS(( Short Message ServiceShort Message Service)の機能を備える方向。)の機能を備える方向。H 22.9打上げ

技術/利用実証実験

H 30( 2018)頃実用4機体制を構築

その後実用7機体制へ

現在

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準天頂衛星「みちびき」準天頂衛星「みちびき」

(図: JAXA QZSS PT)

L-band Helical Array Antenna

L1-SAIF Antenna

Laser Reflector

C-band TTC Antenna

Radiation Cooled TWTTWSTFT Antenna

25.3m

Successfully launched on Sept. Successfully launched on Sept. 11, 2010 and settled on Quasi-Z11, 2010 and settled on Quasi-Zenith Orbit (IGSO).enith Orbit (IGSO).

Nickname: “Michibiki”Nickname: “Michibiki”

Mass4,020kg (wet) 1,802kg (dry) (NAV Payload: 320kg)

PowerApprox. 5.3 kW (EOL) (NAV Payload: Approx. 1.9kW)

Design Life 10 years

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 77

準天頂衛星の機能準天頂衛星の機能• GPSGPS補完機能補完機能::

– GPSGPS補完信号として、補完信号として、 GPSGPSと互換性のある測位信号を放送。と互換性のある測位信号を放送。– 天頂付近の高仰角から測位信号を提供することで、都市部や山岳地域などで衛天頂付近の高仰角から測位信号を提供することで、都市部や山岳地域などで衛星数の不足を補い、いつでも位置情報が得られるようにする。星数の不足を補い、いつでも位置情報が得られるようにする。

– 宇宙航空研究開発機構(宇宙航空研究開発機構( JAXAJAXA)が技術実証実験を実施。)が技術実証実験を実施。– 準天頂衛星の正確な位置の計算などのため、国内・アジア地域にモニタ局を展準天頂衛星の正確な位置の計算などのため、国内・アジア地域にモニタ局を展開。開。

– ユーザ受信機は、ソフトウェアの改修程度で対応できる。ユーザ受信機は、ソフトウェアの改修程度で対応できる。

• GPSGPS補強機能補強機能::– すべてのすべての GPSGPS衛星を対象として、距離測定精度を改善するディファレンシャ衛星を対象として、距離測定精度を改善するディファレンシャ

ル補正情報や信頼性改善のための情報を、補強信号に乗せて放送する。ル補正情報や信頼性改善のための情報を、補強信号に乗せて放送する。– L1-SAIFL1-SAIF信号:移動体測位用。国際標準規格信号:移動体測位用。国際標準規格 SBASSBASと互換性のある信号形式と互換性のある信号形式で、ソフトウェアの改修程度で対応できる。で、ソフトウェアの改修程度で対応できる。

– 電子航法研究所では、国土交通省からの委託により電子航法研究所では、国土交通省からの委託により L1-SAIFL1-SAIF補強信号の開発補強信号の開発を実施。衛星打上げ後に技術実証実験を行い、現在も引き続き実験を実施中。を実施。衛星打上げ後に技術実証実験を行い、現在も引き続き実験を実施中。

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 88

(2)(2)

L1-SAIFL1-SAIF 信号の概要信号の概要

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 99

L1-SAIFL1-SAIF 補強信号補強信号

ユーザユーザ(( GPSGPS 受信受信機)機)

• 一つの補強信号により、3つの機能を提供:補完一つの補強信号により、3つの機能を提供:補完機能(距離測定)・誤差補正(目標精度機能(距離測定)・誤差補正(目標精度 =1m=1m)・)・信頼性付与。信頼性付与。

• ユーザ受信機は、1つのユーザ受信機は、1つの GPSGPS用アンテナにより用アンテナによりGPSGPSとと L1-SAIFL1-SAIFの両方を受信:受信機の負担軽減。の両方を受信:受信機の負担軽減。

• 情報の伝送はメッセージ単位:メッセージ順序・情報の伝送はメッセージ単位:メッセージ順序・内容は可変=フレキシブルな情報提供。内容は可変=フレキシブルな情報提供。SAIFSAIF : : Submeter Augmentation with Integrity FunctionSubmeter Augmentation with Integrity Function

補強信号補強信号(補完機能)(補完機能)

補強信号補強信号(誤差補正)(誤差補正)

補強信号補強信号(信頼性付与)(信頼性付与)

準天頂衛星準天頂衛星GPSGPS衛星群衛星群

測位信号測位信号

①①補完機能補完機能一つの信号で3つの機能一つの信号で3つの機能

③③信頼性付与機能信頼性付与機能

②② 誤差補正機能誤差補正機能

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1010

サブメータ級補強の仕組みサブメータ級補強の仕組み

対流圏対流圏

電離層電離層測距機能測距機能

準天頂衛星準天頂衛星GPSGPS衛星衛星

0100

1010

01…

0100

1010

01…

…補強情報補強情報

• さまざまな誤差を補さまざまな誤差を補正正

• 信頼性の情報信頼性の情報

高仰角高仰角

ユーザ(1周波ユーザ(1周波 GPSGPS アンテナ)アンテナ)

軌道誤差軌道誤差

クロック誤差クロック誤差

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1111

• L1-SAIFL1-SAIF 実験局(実験局( L1SMSL1SMS :: L1-SAIF Master StationL1-SAIF Master Station )) ::– L1-SAIFL1-SAIF補強メッセージをリアルタイムに生成し、 補強メッセージをリアルタイムに生成し、 JAXAJAXA 地上局(つくば)に送地上局(つくば)に送信する。信する。

– 電子航法研究所構内(東京都調布市)に設置。電子航法研究所構内(東京都調布市)に設置。– 補強メッセージの生成に使う補強メッセージの生成に使う GPSGPS測定データについては、国土地理院電子基準点測定データについては、国土地理院電子基準点

ネットワーク(ネットワーク( GEONETGEONET )から取得する。)から取得する。

L1-SAIFL1-SAIF 実験局(実験局( L1SMSL1SMS ))

L1SMSL1SMSGEONETGEONET

準天頂衛星準天頂衛星

QZSSQZSS 主制御局主制御局

GPSGPS衛星衛星

測定測定データデータ

L1-SAIFL1-SAIFメッセージメッセージ

国土地理院国土地理院(配信拠点=新宿)(配信拠点=新宿)

電子航法研究所電子航法研究所(東京都調布市)(東京都調布市)

JAXAJAXA 地上局地上局(つくば)(つくば)

L1-S

AIF

L1-S

AIF信号信号測位信号

測位信号測位信号

測位信号

アップ

リンク

アップ

リンクループループ

アンテナアンテナ

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1212

L1-SAIFL1-SAIF 実験局の外観実験局の外観電子基準点データ電子基準点データ

リアルタイムリアルタイム収集システム収集システム

補正情報リアルタイム補正情報リアルタイム生成・配信装置生成・配信装置

通信用ルータ装置通信用ルータ装置

データデータサーバサーバ

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1313

技術実証実験技術実証実験• L1-SAIFL1-SAIF 技術実証実験:技術実証実験:

– L1-SAIFL1-SAIFはもともと移動体に対する補強サーはもともと移動体に対する補強サービスとして計画されている。ビスとして計画されている。

– このため、車両を使用して実験を行った。このため、車両を使用して実験を行った。– 実験場所としては、都市部・郊外・高速道路実験場所としては、都市部・郊外・高速道路(高架道)を予定。(高架道)を予定。

– 実験期間:実験期間: 20102010年年 1212月~月~ 20112011年年 33月。月。

• 実験機材:実験機材:– 基準位置: 基準位置: GPS+IMUGPS+IMUセンサで取得センサで取得– 国土地理院国土地理院 GEONETGEONET 電子基準点を利用して、電子基準点を利用して、後処理により高精度な基準位置を得る。後処理により高精度な基準位置を得る。

– 車両内に車両内に GPS/L1-SAIFGPS/L1-SAIF 受信機とパソコンを受信機とパソコンを搭載。搭載。

– 受信機は受信機は L1-SAIFL1-SAIF補強処理をリアルタイム補強処理をリアルタイムに実施。受信機から出力された位置情報を記に実施。受信機から出力された位置情報を記録する。録する。

– 記録された位置出力と基準位置を比較し、測記録された位置出力と基準位置を比較し、測位誤差を求めた。位誤差を求めた。

GPS/L1-SAIFGPS/L1-SAIF 受信機受信機

GPS+IMUGPS+IMU

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1414

つくば市での実験つくば市での実験

• 20102010年年 1212月月 1616日(準天頂衛星は天頂付近にあることを確認) 日(準天頂衛星は天頂付近にあることを確認) • 茨城県つくば市の西部郊外を茨城県つくば市の西部郊外を 6km6km ほど走行した。ほど走行した。• 高層建築は少ないが、電柱や電線、信号機といった障害物が多数ある状高層建築は少ないが、電柱や電線、信号機といった障害物が多数ある状

況。況。

走行経路走行経路 典型的な状況典型的な状況

1 km

GEONETGEONETTsukuba 1Tsukuba 1

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1515

つくば市:つくば市: L1-SAIFL1-SAIF 補強あり補強あり

0.6m0.6m

15 15 分分

UTC時刻 05:30:01 ~ 05:45:01

水平測位

誤差(

m)

つくば: L1-SAIF補強あり

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1616

つくば市:補強なしつくば市:補強なし

2.0m2.0m

15 15 分分

UTC時刻 05:30:01 ~ 05:45:01

水平測位

誤差(

m)

つくば: L1-SAIF補強なし

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1717

(3)(3)

広域緊急メッセージの設計例広域緊急メッセージの設計例

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1818

L1-SAIFL1-SAIF メッセージの構造メッセージの構造

プリアンブルプリアンブル88ビットビット

メッセージタイプメッセージタイプ66ビットビット

データ領域データ領域212212ビットビット

CRCCRC コードコード2424ビットビット

250ビット/1秒

• 航空用補強システム航空用補強システム SBASSBASと同一のフォーマットと同一のフォーマット::– GPS L1 C/AGPS L1 C/A コード、コード、 PRN183PRN183で送信。毎秒1個のメッセージ。で送信。毎秒1個のメッセージ。– メッセージの内容はメッセージタイプで識別。送信順序は任意=フレキシブル。メッセージの内容はメッセージタイプで識別。送信順序は任意=フレキシブル。– SBASSBAS用ソフトウェアを流用可能:受信機ソフトウェアの開発負担を軽減。用ソフトウェアを流用可能:受信機ソフトウェアの開発負担を軽減。– 対応端末もすでに市販されている。対応端末もすでに市販されている。

• 補強メッセージの内容補強メッセージの内容::– 日本全国で利用可能な広域ディファレンシャル補正情報:衛星軌道・クロック日本全国で利用可能な広域ディファレンシャル補正情報:衛星軌道・クロック・電離層遅延・対流圏遅延をそれぞれ別々に補正。・電離層遅延・対流圏遅延をそれぞれ別々に補正。

– 補強対象:補強対象: GPSGPS・準天頂衛星自身・(・準天頂衛星自身・( GLONASSGLONASS)・(ガリレオ))・(ガリレオ)– 基本的な補強情報は基本的な補強情報は SBASSBAS 互換メッセージで、高度な補強処理については拡互換メッセージで、高度な補強処理については拡

張メッセージで対応。張メッセージで対応。

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 1919

L1-SAIFL1-SAIF メッセージ一覧(1)メッセージ一覧(1)Message TypeMessage Type ContentsContents CompatibilityCompatibility StatusStatus

00 Test modeTest mode BothBoth FixedFixed

11 PRN maskPRN mask BothBoth FixedFixed

2 to 52 to 5 Fast correction & UDREFast correction & UDRE BothBoth FixedFixed

66 UDREUDRE BothBoth FixedFixed

77 Degradation factor for FCDegradation factor for FC BothBoth FixedFixed

1010 Degradation parameterDegradation parameter BothBoth FixedFixed

1818 IGP maskIGP mask BothBoth FixedFixed

2424 Mixed fast/long-term correctionMixed fast/long-term correction BothBoth FixedFixed

2525 Long-term correctionLong-term correction BothBoth FixedFixed

2626 Ionospheric delay & GIVEIonospheric delay & GIVE BothBoth FixedFixed

99 GEO ephemerisGEO ephemeris SBASSBAS FixedFixed

1717 GEO almanacGEO almanac SBASSBAS FixedFixed

1212 SBAS network timeSBAS network time SBASSBAS FixedFixed

88 ReservedReserved SBASSBAS FixedFixed

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 2020

L1-SAIFL1-SAIF メッセージ一覧(2)メッセージ一覧(2)Message TypeMessage Type ContentsContents CompatibilityCompatibility StatusStatus

2727 SBAS service messageSBAS service message SBASSBAS FixedFixed

29 to 5129 to 51 (Undefined)(Undefined) —— ——

2828 Clock-ephemeris covarianceClock-ephemeris covariance BothBoth FixedFixed

6262 ReservedReserved BothBoth FixedFixed

6363 Null messageNull message BothBoth FixedFixed

5252 TGP maskTGP mask L1-SAIFL1-SAIF TentativeTentative

5656 Intersignal biasesIntersignal biases L1-SAIFL1-SAIF TentativeTentative

5757 (Ephemeris-related parameter)(Ephemeris-related parameter) L1-SAIFL1-SAIF TBDTBD

5858 QZS ephemerisQZS ephemeris L1-SAIFL1-SAIF TentativeTentative

5959 (QZS almanac)(QZS almanac) L1-SAIFL1-SAIF TBDTBD

6060 (Regional information)(Regional information) L1-SAIFL1-SAIF TBDTBD

6161 ReservedReserved L1-SAIFL1-SAIF TentativeTentative

5533 Tropospheric delayTropospheric delay L1-SAIFL1-SAIF TentativeTentative

54 to 5554 to 55 (Advanced Ionospheric delay)(Advanced Ionospheric delay) L1-SAIFL1-SAIF TBDTBD

このメッセージに注目

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 2121

メッセージタイプ番号の選定メッセージタイプ番号の選定• 広域緊急情報を放送するためのメッセージタイプを適切に定義すればよい。広域緊急情報を放送するためのメッセージタイプを適切に定義すればよい。

• 国際標準システム国際標準システム SBASSBASの規定の規定::– 国際標準規格国際標準規格 SBASSBASでは、現在のところメッセージタイプでは、現在のところメッセージタイプ 00 ~~ 2828とと 6262 ~~ 6363が定義されており、残りは「が定義されており、残りは「 SpareSpare」とされている。」とされている。

– 一般に、一般に、 SBASSBAS対応受信機は未定義のメッセージタイプは無視する。対応受信機は未定義のメッセージタイプは無視する。– ただし、将来的には現在未定義のメッセージが使用される可能性がある。このただし、将来的には現在未定義のメッセージが使用される可能性がある。このとき、同じ番号のメッセージがとき、同じ番号のメッセージが SBASSBASとと L1-SAIFL1-SAIFで異なる意味となる状況をで異なる意味となる状況を避けたい。避けたい。

• メッセージタイプ番号の選定メッセージタイプ番号の選定::– MT62MT62は規格上は単なる「は規格上は単なる「 ReservedReserved」とされているが、実際には」とされているが、実際には SBASSBASシスシステムで実用されていた経緯がある。テムで実用されていた経緯がある。

米国米国 WAASWAASや日本のや日本の MSASMSASで、で、 TTATTA(警報時間)を測定するために(警報時間)を測定するためにSBASSBAS内部で使用していた(現在は使用されていない) 。内部で使用していた(現在は使用されていない) 。

– MT62MT62についてはについては SBASSBASが内部的に使用することが想定されており、将来的にが内部的に使用することが想定されており、将来的に定義が変更されることはない。定義が変更されることはない。

– SBASSBASで定義されていない用途に使うためには、で定義されていない用途に使うためには、 MT62MT62がもっとも安全。がもっとも安全。

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 2222

広域緊急メッセージの設計例広域緊急メッセージの設計例項 目 ビット数 内  容

緊急度識別 2 緊急度( 3=最高~ 0= 試験)

地域識別 5 配信対象地域( 0=全域)

コンテンツ識別 1 コンテンツ形式( 0= 文字列)

ページ数 2一組の情報の合計メッセージ数( 1 ~4)

ページ識別 2 メッセージ連番

コンテンツ 200ASCII 25 文字シフト JIS( 14ビット) 14 文字

合計 212 データ領域ビット数

• メッセージの内容については検討していない。メッセージの内容については検討していない。• 44メッセージを一組として使用することで、メッセージを一組として使用することで、 44秒間で秒間で 800800ビットのメッセービットのメッセージを放送可能。ジを放送可能。

• 複数の準天頂衛星を使用すれば、実効伝送速度を上げることもできる。複数の準天頂衛星を使用すれば、実効伝送速度を上げることもできる。

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 2323

(4)(4)

遅れ時間・放送頻度の検討遅れ時間・放送頻度の検討

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 2424

L1-SAIFL1-SAIF 実験局の構成(現在)実験局の構成(現在)• L1-SAIFL1-SAIF 実験局(実験局( L1SMSL1SMS :: L1-SAIF Master StationL1-SAIF Master Station )) ::

– L1-SAIFL1-SAIF補強メッセージをリアルタイムに生成し、 補強メッセージをリアルタイムに生成し、 JAXAJAXA 地上局(つくば)に送地上局(つくば)に送信する。信する。

– 電子航法研究所構内(東京都調布市)に設置。電子航法研究所構内(東京都調布市)に設置。– 補強メッセージの生成に使う補強メッセージの生成に使う GPSGPS測定データについては、国土地理院電子基準点測定データについては、国土地理院電子基準点

ネットワーク(ネットワーク( GEONETGEONET )から取得する。)から取得する。

L1SMSL1SMSGEONETGEONET

準天頂衛星準天頂衛星

QZSSQZSS 主制御局主制御局

GPSGPS衛星衛星

測定測定データデータ

L1-SAIFL1-SAIFメッセージメッセージ

国土地理院国土地理院(配信拠点=新宿)(配信拠点=新宿)

電子航法研究所電子航法研究所(東京都調布市)(東京都調布市)

JAXAJAXA 地上局地上局(つくば)(つくば)

L1-S

AIF

L1-S

AIF信号信号測位信号

測位信号測位信号

測位信号

アップ

リンク

アップ

リンクループループ

アンテナアンテナ

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March 2012March 2012 - Slide - Slide 2525

「みちびき」のメッセージ伝送時間「みちびき」のメッセージ伝送時間• メッセージ伝送時間メッセージ伝送時間

– 主統制局で生成したメッセージが衛星を経主統制局で生成したメッセージが衛星を経由してユーザ受信機に到達するまでの時間。由してユーザ受信機に到達するまでの時間。

– SBASSBASではでは TTATTA(警報時間)に直結する重(警報時間)に直結する重要な性能指標とされている。要な性能指標とされている。

• 「みちびき」の場合「みちびき」の場合– L1-SAIFL1-SAIF実験局からメッセージを送出して、実験局からメッセージを送出して、準天頂衛星「みちびき」から放送されるま準天頂衛星「みちびき」から放送されるまでに、最大ででに、最大で 1010秒を要する。秒を要する。

実機での測定結果は約実機での測定結果は約 55秒程度。秒程度。– MCSMCS内部での処理や衛星内部での内部での処理や衛星内部での NOCNOCにによる処理に時間がかかるため。よる処理に時間がかかるため。

– 33 つのメッセージをあわせて一つの処理単位つのメッセージをあわせて一つの処理単位としているから。としているから。

• 伝送遅れが許容されないようなら、メッセ伝送遅れが許容されないようなら、メッセージ送信系の改良が必要。ージ送信系の改良が必要。

QZSS MCSQZSS MCS

ENRIENRI

JAXAJAXA

L1SMSL1SMS

ISDNISDN

Uplink StationUplink Station

Onboard ComputerOnboard Computer

ModulatorModulator

User ReceiverUser Receiver

K-bandK-band

L-bandL-band

4.604.60

0.100.10

0.200.20

3.703.70

0.200.20

1.201.20

QZSQZS

UserUser

Worst CaseWorst CaseLatency [s]Latency [s]

Total 10.00Total 10.00

Page 26: 坂井 丈泰(電子航法研究所) 廣江 信雄(日本電気株式会社 電波応用事業部)

March 2012March 2012 - Slide - Slide 2626

ダミーメッセージによる検討ダミーメッセージによる検討

• ダミーメッセージ(ダミーメッセージ( MT63MT63)を割り込ませて、測位精度の劣化の程度を)を割り込ませて、測位精度の劣化の程度を調べた。調べた。

• メッセージ全体に対して、メッセージ全体に対して、 10%, 20%, 25%, 33.3%, 50%10%, 20%, 25%, 33.3%, 50% のダミーメッのダミーメッセージを挿入して試したが、測位精度の劣化は見られなかった。セージを挿入して試したが、測位精度の劣化は見られなかった。

• 時期によっては電離層活動の活発化による影響が考えられるが、それに時期によっては電離層活動の活発化による影響が考えられるが、それにしても伝送容量には余裕がある。しても伝送容量には余裕がある。  →  →補強性能を犠牲にすることなく広域緊急メッセージ配信に利用可補強性能を犠牲にすることなく広域緊急メッセージ配信に利用可能。能。

Simulated L1-SAIF PosSimulated L1-SAIF Position Accuracyition Accuracy

From 09-11-13 00:00From 09-11-13 00:00To 09-11-15 24:00To 09-11-15 24:00

GMS: 6-site like MSASGMS: 6-site like MSAS

Processing by ENRIProcessing by ENRI

Assumed user location:Assumed user location: @GEONET 93101@GEONET 93101 (Omaezaki)(Omaezaki)

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まとめまとめ• 準天頂衛星システム(準天頂衛星システム( QZSSQZSS) ) L1-SAIFL1-SAIF 補強信号補強信号::

– 準天頂衛星は、準天頂衛星は、 GPSGPS補完信号に加え、補強信号を放送する。補完信号に加え、補強信号を放送する。– 補強信号:すべての補強信号:すべての GPSGPS衛星に対して、測位性能を改善する補強情報を提供。衛星に対して、測位性能を改善する補強情報を提供。– L1-SAIFL1-SAIF信号:信号: GPS L1 C/AGPS L1 C/A と同一形式の補強信号。対応端末もすでに市販。と同一形式の補強信号。対応端末もすでに市販。

• 広域緊急メッセージの伝送広域緊急メッセージの伝送::– L1-SAIFL1-SAIF信号は、広い範囲に一括して同報通信をする用途に適している。信号は、広い範囲に一括して同報通信をする用途に適している。– 端末の対応も進んでおり、プロバイダ側にも特段の負担はない。端末の対応も進んでおり、プロバイダ側にも特段の負担はない。– 災害時等における広域を対象とした緊急メッセージ配信に有効。災害時等における広域を対象とした緊急メッセージ配信に有効。– サブメータ級の測位精度を得るには、現行サブメータ級の測位精度を得るには、現行 L1-SAIFL1-SAIFの半分程度の伝送容量での半分程度の伝送容量で

十分。補強性能を犠牲にすることなく緊急メッセージ配信を実現できる。十分。補強性能を犠牲にすることなく緊急メッセージ配信を実現できる。– 現行の現行の L1-SAIFL1-SAIF放送系では、放送系では、 55秒程度の伝送遅れがある。2号機以降での改秒程度の伝送遅れがある。2号機以降での改善に期待したい。善に期待したい。