電子航法研究所　　坂井 丈泰

衛星航法システム GPS/WAAS の現状

• 衛星航法システムの現状と計画衛星航法システムの現状と計画– GPSGPS 、、 GLONASSGLONASS 、、 GalileoGalileo– GPSGPS 近代化計画近代化計画– 補強システム（補強システム（ ICAO SBAS/GBASICAO SBAS/GBAS ））

• WAASWAAS の現況の現況– 開発の経緯、開発の経緯、 WIPPWIPP 、認証（本年、認証（本年 77 月月 1010 日）日）– システム構成・機能システム構成・機能– WAASWAAS メッセージメッセージ– 今後の見通し（静止衛星追加、今後の見通し（静止衛星追加、 22 周波対応など）周波対応など）

• WAASWAAS のインテグリティのインテグリティ

IntroductionIntroductionOct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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Navstar/GPSNavstar/GPSOct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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• 2424 衛星（衛星（ 66 軌道面、高度約軌道面、高度約 22 万万 kmkm ））– 実際は実際は 2828 衛星が稼動中衛星が稼動中– 軌道傾斜角軌道傾斜角 5555 度、周期度、周期 11:5811:58

• 標準測位サービス（標準測位サービス（ SPSSPS ）） :: 軍民共用軍民共用– L1L1 （（ 1575.42MHz1575.42MHz ）：）： C/AC/A コード（コード（ 1.1.

023Mcps023Mcps ））• 精密測位サービス（精密測位サービス（ PPSPPS ）：軍用）：軍用

– L2L2 （（ 1227.6MHz1227.6MHz ）：）： P/YP/Y コード（コード（ 10.10.23Mcps23Mcps ））

• スペクトラム拡散：スペクトラム拡散： CDMACDMA 、測距、測距– 衛星の衛星の PRNPRN 番号（番号（ 11 ～～ 3737 ）：拡散）：拡散

コードコード• 航法メッセージ（航法メッセージ（ 50bps50bps ）：軌道情報）：軌道情報• 19781978 ～ ～ Block I Block I 　　　　　　 プロトタイププロトタイプ

19891989 ～ ～ Block II/IIABlock II/IIA 　　実用型（実用型（ SASA 機能あ機能あり）り）

19971997 ～ ～ Block IIRBlock IIR 　　衛星間リンク、　　衛星間リンク、 AutAutonavonav

（（ FAA HPFAA HP ））

• MCS 1MCS 1 局＋バックアップ局＋バックアップ MCSMCS ：　全体制御、航法メッセージ生成：　全体制御、航法メッセージ生成• Monitor StationMonitor Station （（ MSMS ） ） 66 局（うち局（うち 11 局は局は MCSMCS 内）：　内）：　 L1/L2L1/L2 測距、航法測距、航法

メッセージ受信メッセージ受信• Ground AntennaGround Antenna （（ GAGA ） ） 44 局：　コマンド・データ送信用局：　コマンド・データ送信用

GPSGPS の地上ネットワークの地上ネットワークOct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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（（ Garrett, USAFGarrett, USAF より）より）

MCSMCSASCENSIONASCENSION DIEGO GARCIADIEGO GARCIA

HAWAIIHAWAII CAPE CANAVERALCAPE CANAVERAL

KWAJALEINKWAJALEIN

GAITHERSBURGGAITHERSBURG

COLORADO SPRINGSCOLORADO SPRINGS

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近代化計画（近代化計画（ ModernizationModernization ））• SASA 解除（解除（ 20002000 年年 55 月）月）• Block IIR-MBlock IIR-M （（ 20042004 ～）：第二民間周波数（～）：第二民間周波数（ L2=1227.6MHzL2=1227.6MHz ））

– 航空用航空用 ARNSARNS バンド外：民間航空用途には使えないバンド外：民間航空用途には使えない– 科学観測、測量など科学観測、測量など– IOC 2008IOC 2008 、、 FOC 2010FOC 2010

• Block IIFBlock IIF （（ 20062006 ～）：第三民間周波数（～）：第三民間周波数（ L5=1176.45MHzL5=1176.45MHz ））– Safety-of-Life ApplicationSafety-of-Life Application もも OKOK （民間航空含む）（民間航空含む）– 航空用航空用 DMEDME （（ 960960 ～～ 1215MHz1215MHz ）との干渉あり）との干渉あり– IOC 2012IOC 2012 、、 FOC 2014FOC 2014

• Block IIIBlock III （（ 2010?2010? ～）：次世代型～）：次世代型 GPSGPS• MSMS 増設：増設： NIMANIMA 局を利用（局を利用（ 66 局）局）• MCSMCS 増設：増設： Alternate MCSAlternate MCS （西海岸に設置）（西海岸に設置）

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• 2424 衛星（衛星（ 33 軌道面、高度軌道面、高度 19100km19100km ））– 現在は現在は 1010 機を運用中：衛星寿命機を運用中：衛星寿命 33 年年– 軌道傾斜角軌道傾斜角 6565 度、周期度、周期 11:1511:15

• L1L1 （（ 15921592 ～～ 1610MHz1610MHz ）：）： SPSP コード（コード（ 0.511MHz0.511MHz ））• L2L2 （（ 12391239 ～～ 1254MHz1254MHz ）：）： HPHP コード（コード（ 5.11MHz5.11MHz ））• FDMAFDMA 方式による衛星識別方式による衛星識別• SASA はもともとないはもともとない• GLONASS-MGLONASS-M ： 民間用： 民間用 SPSP コードをコードを L2L2 波に追加、寿命波に追加、寿命 77 年年

GLONASS-KGLONASS-K ： ： 33 周波、寿命周波、寿命 1010 年以上、年以上、 20052005 ～～ ??GLONASS-NGGLONASS-NG ： ： 20102010 ～～ ??

• 民間用民間用 L3L3 波（波（ 11641164 ～～ 1215MHz1215MHz 帯）の追加も検討帯）の追加も検討

GLONASSGLONASS （ロシア）（ロシア）

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• 19991999 年に年に EUEU が計画を発表：最初から軍用ではないが計画を発表：最初から軍用ではない• 3030 衛星（衛星（ 33 軌道面、高度軌道面、高度 23600km23600km ））• ユーザに応じたサービスユーザに応じたサービス

– OSOS （（ Open ServiceOpen Service ）　　　　　　　　 ）　　　　　　　　 GPS SPSGPS SPS に相当、に相当、無料無料

– CSCS （（ Commercial ServiceCommercial Service ） 　　　　有料の商用サービス、） 　　　　有料の商用サービス、暗号化暗号化

– SoLSoL （（ Safety-of-Life ServiceSafety-of-Life Service ）　　　民間航空など）　　　民間航空など– PRSPRS （（ Public Regulated ServicePublic Regulated Service ） 政府機関向け） 政府機関向け

• E1E1 （（ 1589.5MHz1589.5MHz ）） +E2+E2 （（ 1561MHz1561MHz ）： ）： OS/CS/SoL/PRSOS/CS/SoL/PRSE6E6 （（ 12601260 ～～ 1300MHz1300MHz ）： ）： CS/PRSCS/PRSE5aE5a （（ 1176MHz1176MHz ）） +E5b+E5b （（ 1201.5MHz1201.5MHz ）： ）： OS/SoL/CS(E5b)OS/SoL/CS(E5b)

• 20052005 打上げ開始、打上げ開始、 2006 IOC2006 IOC 、、 2008 FOC2008 FOC

GalileoGalileo （（ EUEU ））

補強システム補強システムOct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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• コアシステムのみではアプリケーションが必要とする測位精コアシステムのみではアプリケーションが必要とする測位精度あるいは信頼性を得られない場合に、補強システム（度あるいは信頼性を得られない場合に、補強システム（ augmaugmentation systementation system ）を追加してこれを補う。）を追加してこれを補う。

• 補うのは、測位精度あるいは信頼性。補うのは、測位精度あるいは信頼性。• 一般的な構成は：一般的な構成は：

（（ 11 ） 地上基地局で測距精度や信頼性を監視） 地上基地局で測距精度や信頼性を監視

（（ 22 ） 補強情報を作成してユーザに伝送） 補強情報を作成してユーザに伝送

（（ 33 ） ユーザ受信機で処理、測位精度や信頼性を向上させる） ユーザ受信機で処理、測位精度や信頼性を向上させる• ディファレンシャルディファレンシャル GPSGPS による補強はすでに普及による補強はすでに普及

– ディファレンシャルディファレンシャル GPSGPS 基準局＋無線データリンク基準局＋無線データリンク– 公共サービス：中波ビーコン、公共サービス：中波ビーコン、 FMFM多重放送など多重放送など

測位精度（測位精度（ 95%95% ））100 m100 m156 m156 m

規定内容規定内容 GPSGPS GLONASSGLONASS

水平水平垂直垂直

測位精度（測位精度（ 99.99%99.99% ））

インテグリティインテグリティ

コンティニュイティコンティニュイティ

アベイラビリティアベイラビリティ

水平水平垂直垂直

リスクリスクTTATTA

グローバルグローバルローカルローカル

300 m300 m500 m500 m1010-4-4 /h /h0.5 h0.5 h

99.85%99.85%99.16 %99.16 %

100 m100 m156 m156 m

16 h16 h

出典出典 : GNSS-1 Performance Specification and Validation, EUROCONTROL: GNSS-1 Performance Specification and Validation, EUROCONTROL

コアシステム性能コアシステム性能Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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測位精度（測位精度（ 95%95% ））3700 m3700 m

性能項目性能項目航空分野航空分野

水平水平垂直垂直

インテグリティリスクインテグリティリスク

更新レート更新レート

アベイラビリティアベイラビリティ0.99 0.99 ～～0.999990.99999

1010-7-7 /h /h

出典出典 : Draft SARPs for GNSS, 1999 : Draft SARPs for GNSS, 1999 他他

エンルートエンルート ターミナルターミナル 精密進入精密進入

1 s1 s

740 m740 m

0.999 0.999 ～～0.999990.99999

1010-7-7 /h /h

1 s1 s

16 m16 m44 ～～ 6 m6 m0.99 0.99 ～～0.999990.99999

2×102×10-7-7/appr./appr.

0.20.2 ～～ 1 s1 s

要求性能（航空）要求性能（航空）Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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測位精度（測位精度（ 95%95% ）） 1800 m1800 m

性能項目性能項目海上分野（商用船舶）海上分野（商用船舶）

インテグリティリスクインテグリティリスク

更新レート更新レート

アベイラビリティアベイラビリティ 0.99730.9973

出典出典 : Galileo - A View of Maritime Users, 2000: Galileo - A View of Maritime Users, 2000

洋上洋上 沿岸水域沿岸水域アプローチアプローチ水域水域

1 h1 h

100100 ～～ 300 m300 m

0.99860.9986

5 min5 min

1010 ～～ 30 m30 m

0.999890.99989

3.3×103.3×10-6-6 /h /h

33 ～～ 10 s10 s

要求性能（海上）要求性能（海上）Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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測位精度（測位精度（ 95%95% ）） 1010 ～～ 30 m30 m

性能項目性能項目陸上分野（自動車）陸上分野（自動車）

インテグリティリスクインテグリティリスク

更新レート更新レート

アベイラビリティアベイラビリティ 0.9970.997

出典出典 : Navigation Requirements for ITS, 1997: Navigation Requirements for ITS, 1997

緊急通報緊急通報 カーナビカーナビ 衝突回避衝突回避

1 s1 s

55 ～～ 20 m20 m

0.9970.997

1 s1 s

1 m1 m

0.9970.997

0.1 s0.1 s

30 m30 m

0.9970.997

車両管理車両管理

1 s1 s

要求性能（陸上）要求性能（陸上）Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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• ICAOICAO （国際民間航空機関）（国際民間航空機関）– 19441944 年、シカゴ条約により設置。本部モントリオール年、シカゴ条約により設置。本部モントリオール– 航法システムを含む、民間航空分野の各種国際標準の策定航法システムを含む、民間航空分野の各種国際標準の策定

• FANSFANS委員会による最終報告（委員会による最終報告（ 19911991 ））– 民間航空航法は人工衛星を利用した衛星航法システムに移民間航空航法は人工衛星を利用した衛星航法システムに移行行

• GNSSGNSSパネル会議設置（パネル会議設置（ 19931993 ）：第）：第 44回（回（ 2003/42003/4 ））– 今後は今後は NSPNSP （（ Navigation System PanelNavigation System Panel ）として活動を継）として活動を継続続

• GNSSGNSS ：民間航空航法用に使用可能な性能を持つ衛星航法シス：民間航空航法用に使用可能な性能を持つ衛星航法システムと定義。国際標準（テムと定義。国際標準（ SARPsSARPs ）を策定した：）を策定した：

（（ 11 ） コアシステム（） コアシステム（ GPS/GLONASSGPS/GLONASS ）の定義）の定義

（（ 22 ） 補強システム（） 補強システム（ SBAS/GBAS/ABASSBAS/GBAS/ABAS ）の機能・性能）の機能・性能

航空用衛星航法システム航空用衛星航法システムOct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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EGNOSEGNOS

ICAO GNSSICAO GNSS MSASMSAS

WAASWAAS

GPSGPS GLONASSGLONASS

機上装置によるインテグリティ確保機上装置によるインテグリティ確保あるいはハイブリッド航法あるいはハイブリッド航法

地上基地局地上基地局

GBASGBAS

ABASABAS SBASSBAS

SBAS: Satellite-Based Augmentation SystemSBAS: Satellite-Based Augmentation System 　　静止衛星による広域補強システム静止衛星による広域補強システムGBAS: Ground-Based Augmentation SystemGBAS: Ground-Based Augmentation System　 　 地上基地局による狭域補強システ地上基地局による狭域補強システムムABAS: Airborne-Based Augmentation System ABAS: Airborne-Based Augmentation System 機上装置による補強システム機上装置による補強システム

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ICAO GNSSICAO GNSS

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SBASSBAS概念図概念図

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開発中の開発中の SBASSBAS

（（ R. Fuller, Stanford Univ.R. Fuller, Stanford Univ. ））

MCS Master Control StationMCS Master Control Station

MRSMRS

GMS Ground Monitor StationGMS Ground Monitor Station

Hitachiota MCSHitachiota MCS

Sapporo GMSSapporo GMS

Fukuoka GMSFukuoka GMS

Naha GMSNaha GMS

UserUser

Australia MRSAustralia MRS

Hawaii MRSHawaii MRS

Kobe MCSKobe MCS

Tokyo Tokyo GMSGMS

GPS ConstellationGPS ConstellationMTSATMTSAT

KDD 64KbpsKDD 64Kbps

NTT 64KbpsNTT 64Kbps

1Mbps1Mbps

Monitor and RangingMonitor and RangingStationStation

L-bandL-bandK-bandK-bandGround LinkGround Link

• 2 GEO2 GEO• 2 MCS2 MCS• 2 MRS2 MRS• 4 GMS4 GMS

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MSASMSAS のの構成構成

• 米国航空局（米国航空局（ FAAFAA ）による）による SBASSBAS– 19911991 年頃から研究を開始。初期は年頃から研究を開始。初期は WADGPSWADGPS と呼ばれたと呼ばれた– 当初は当初は 19971997 年頃の運用開始を予定していた年頃の運用開始を予定していた

• 試験システム（試験システム（ NSTBNSTB ））– WAASWAAS の研究開発用試験システムの研究開発用試験システム– 19931993 ～～ 9494 年、年、 NSTBNSTB による飛行実験を実施による飛行実験を実施

• 開発企業としてレイセオン社を選定（開発企業としてレイセオン社を選定（ 19961996 ））• インテグリティ機能への懸念（インテグリティ機能への懸念（ 19991999 ））

– WIPPWIPP （（ WAAS Integrity Performance PanelWAAS Integrity Performance Panel ）設置（）設置（ 20020000 ））

– 航空ユーザ以外には利用可能とした（航空ユーザ以外には利用可能とした（ 2000/82000/8 ～）～）• 認証作業完了（認証作業完了（ 2003/7/102003/7/10 ））

– 航空機の主航法航空機の主航法 OKOK 。。 LPVLPV と呼ばれる非精密進入までサと呼ばれる非精密進入までサポートポート

– 3 GEO3 GEO によるによる Phase-I FOCPhase-I FOC はは 20072007 年頃を予定年頃を予定

FAA WAASFAA WAASOct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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WAASWAAS の構成の構成

（（ Elderedge, FAAElderedge, FAA ））

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• 覆域の大部分で、いずれか覆域の大部分で、いずれか 11 衛星しか見えない衛星しか見えない

INMARSAT 3INMARSAT 3POR 178 WPOR 178 W

INMARSAT 3INMARSAT 3AOR/W 54 WAOR/W 54 W

（（ Elderedge, FAAElderedge, FAA ））

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WAASWAAS 静止衛星静止衛星

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WAASWAAS の開発の開発

CAICAICommissioningCommissioning

60 Day Test Complete60 Day Test Complete

Algorithm Validation CompleteAlgorithm Validation Complete

Updated Safety/Integrity BaselineUpdated Safety/Integrity Baseline

SIS Available for Non-Aviation SIS Available for Non-Aviation

Stability Test CompleteStability Test Complete

WIPP FormedWIPP Formed

Insufficient Proof for 10Insufficient Proof for 10-7-7 Integrity Rqmt. Integrity Rqmt.

HW FieldedHW Fielded

CDRCDR

PDRPDR

Inmarsat II LeasedInmarsat II Leased

Contract AwardContract Award

2003200320022002200120012000200019991999199819981997199719961996

May 96May 96

Jan 97Jan 97

Apr 97Apr 97

Dec 97Dec 97

Jun 98Jun 98

Dec 99Dec 99

Jan 00Jan 00

Jul 00Jul 00

Aug 00Aug 00

Feb 01Feb 01

Jan 02Jan 02

Sep 02Sep 02

Jan 03Jan 03Jul 03Jul 03

（（ Elderedge, FAAElderedge, FAA ））

• WAASWAAS （（ SBASSBAS ）の放送する信号）の放送する信号– L1L1 周波数（周波数（ 1575.42MHz1575.42MHz ）、）、 BPSKBPSK 、、 C/AC/A コード（コード（ 1.0231.023

MHzMHz ））– PRN120PRN120 ～～ 138138 ：： GPSGPS とは異なるとは異なる PRNPRN コードで変調コードで変調– データレートデータレート 250bps250bps （シンボルレート（シンボルレート 500sps500sps ：： FECFECエエ

ラー訂正）ラー訂正）– 11 メッセージ／秒メッセージ／秒

• ユーザに提供する情報ユーザに提供する情報（（ 11 ） インテグリティ情報（測位誤差上限の推定値）） インテグリティ情報（測位誤差上限の推定値）（（ 22 ） レンジング機能（測距信号を追加）） レンジング機能（測距信号を追加）（（ 33 ） 誤差補正情報（測位精度を向上）） 誤差補正情報（測位精度を向上）

• システム構成システム構成– 静止衛星静止衛星 22 機（機（ INMARSAT AOR/W, PORINMARSAT AOR/W, POR ））– 地上：地上： MCS 2MCS 2 局、局、 Monitor Station 25Monitor Station 25 局、局、 Uplink Station 3Uplink Station 3

局局

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WAASWAAS （（ SBASSBAS ）の）の機能機能

WAASWAAS メッセージ（１）メッセージ（１）Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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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 ビットメッセージメッセージ

タイプタイプ

00

11

22 ～～ 55

66

77

99

1010

1212

1717

1818

内　容内　容

テストモード（使用不可）テストモード（使用不可）

PRNPRN マスク情報マスク情報

高速補正（高速補正（ FC+UDREFC+UDRE ））

インテグリティ情報（インテグリティ情報（ UDREUDRE ））

高速補正の劣化係数高速補正の劣化係数

GEOGEO 航法メッセージ航法メッセージ

劣化係数劣化係数

SBASSBAS時刻情報時刻情報

GEOGEO アルマナックアルマナック

IGPIGP マスク情報マスク情報

更新間隔更新間隔（秒）（秒）

66

120120

6060

66

120120

120120

120120

300300

300300

300300

2424

2525

2626

2727

2828

6363

高速補正・長期補正高速補正・長期補正

長期補正長期補正

電離層遅延補正（電離層遅延補正（ +GIVE+GIVE ））

WAASWAAS サービスメッセージサービスメッセージ

クロック・軌道情報共分散クロック・軌道情報共分散

NULLNULL メッセージメッセージ

66

120120

300300

300300

120120

——

メッセージメッセージタイプタイプ 内　容内　容 更新間隔更新間隔

（秒）（秒）

WAASWAAS メッセージ（２）メッセージ（２）Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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ビット内容 FC劣化係数 UDRE GIVE

0 0 mm/s2 0.0520 m2 0.0084 m2

1 0.05 mm/s2 0.0924 m2 0.0333 m2

URA （静止衛星）

2 m

2.8 m

2 0.09 mm/s2 0.1444 m2 0.0749 m2 4 m

3 0.12 mm/s2 0.2830 m2 0.1331 m2 5.7 m

: : : : :

15 5.80 mm/s2 Don’t Use Not Monitored Don’t Use

14 4.60 mm/s2 Not Monitored 187.0826 m2 4096 m

13 3.30 mm/s2 2078.695 m2 20.787 m2 2048 m

FCFC 1212 0.125 m0.125 m ±256 m±256 m高速補正

δx, δy, δzδx, δy, δz 1111 0.125 m0.125 m ±128 m±128 m長期補正（衛星位置）

88 22––1111 m/s m/s ±0.0625 m/s±0.0625 m/s長期補正（衛星速度）

Vertical Delay EstimateVertical Delay Estimate 99 0.125 m0.125 m 63.875 m63.875 m電離層遅延補正

δx, δy, δzδx, δy, δz

記　号記　号 ビット数ビット数 分解能分解能 補正範囲補正範囲補正の種類

IGPIGP の配置の配置Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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• 電離層関係の情報は２種類：電離層関係の情報は２種類：–遅延量情報（補正情報）遅延量情報（補正情報）– GIVEGIVE （誤差の推定値）（誤差の推定値）

• これらの情報は、これらの情報は、 IGPIGP におにおける値が放送される。ける値が放送される。

• ユーザは、各衛星から到来すユーザは、各衛星から到来する測距信号のる測距信号の IPPIPP を求め、を求め、その位置の補正値を内挿によその位置の補正値を内挿により求める（外挿は不可）。り求める（外挿は不可）。

IGPIGP

IGPIGPIPPIPP

-180 -150 -120 -90 -600

30

60

Longitude, deg

Latitude, deg

55 度度

55 度度

WAASWAAS メッセージの例メッセージの例Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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MESSAGE TYPE #01 sec=265410.127 PRN#134 PRN MASK 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 017 018 019 020 021 022 023 024 025 026 027 028 029 030 031 122 134MESSAGE TYPE #00 sec=265411.128 PRN#134 DO NOT USEMESSAGE TYPE #03 sec=265418.127 PRN#134 FAST CORRECTIONS MT3 00: mask 13 (PRN014) FC +255.875m UDRE Not Monitored 01: mask 14 (PRN015) FC -0.500m UDRE 0.8315m^2 02: mask 15 (PRN017) FC -0.125m UDRE 0.4678m^2 03: mask 16 (PRN018) FC -0.625m UDRE 0.8315m^2 04: mask 17 (PRN019) FC +255.875m UDRE Not Monitored 05: mask 18 (PRN020) FC +255.875m UDRE Not Monitored 06: mask 19 (PRN021) FC +1.250m UDRE 2.5465m^2 07: mask 20 (PRN022) FC +0.000m UDRE 0.8315m^2 08: mask 21 (PRN023) FC -0.125m UDRE 0.4678m^2 09: mask 22 (PRN024) FC -0.500m UDRE 0.8315m^2 10: mask 23 (PRN025) FC +255.875m UDRE Not Monitored 11: mask 24 (PRN026) FC +0.000m UDRE 0.4678m^2 12: mask 25 (PRN027) FC -0.375m UDRE Not MonitoredMESSAGE TYPE #24 sec=265419.127 PRN#134 MIXED FAST/LONG CORR 00: mask 26 (PRN028) FC +255.875m UDRE Not Monitored 01: mask 27 (PRN029) FC +255.875m UDRE Not Monitored 02: mask 28 (PRN030) FC -0.250m UDRE 2.5465m^2 03: mask 29 (PRN031) FC +255.875m UDRE Not Monitored 04: mask 30 (PRN122) FC -3.625m UDRE 230.9661m^2 05: mask 31 (PRN134) FC -13.250m UDRE Do Not Use mask 10 (PRN011) δx 3.625m δy 5.625m δz -3.750m δa_f0 -12.573ns δdx -0.488mm/s δdy 0.488mm/s δdz -0.977mm/s δa_f1 0.000ns toa 6240s

MESSAGE TYPE #18 sec=265421.128 PRN#134 IGP MASKS # IGP bands 3 IGP band ID 2 018 019 020 021 022 023 024 025 043 044 045 046 047 048 049 050 068 069 070 071 072 073 074 075 093 094 095 096 097 098 099 100 101 118 119 120 121 122 123 124 125 126MESSAGE TYPE #26 sec=266115.128 PRN#134 IONO CORRECTIONS IGP band ID 1 IGP block ID 2 grid 00: Delay +7.875m GIVE 20.787m^2 grid 01: Delay +7.250m GIVE 1.8709m^2 grid 02: Delay +6.750m GIVE 1.1974m^2 grid 03: Delay +6.500m GIVE 1.8709m^2 grid 04: Delay +6.500m GIVE 1.8709m^2 grid 05: Delay +6.375m GIVE 1.8709m^2 grid 06: Delay +6.000m GIVE 3.3260m^2 grid 07: Delay +10.000m GIVE 20.787m^2 grid 08: Delay +9.000m GIVE 20.787m^2 grid 09: Delay +8.000m GIVE 1.8709m^2 grid 10: Delay +7.000m GIVE 1.8709m^2 grid 11: Delay +6.500m GIVE 1.1974m^2 grid 12: Delay +6.125m GIVE 1.1974m^2 grid 13: Delay +6.000m GIVE 1.8709m^2 grid 14: Delay +6.000m GIVE 1.8709m^2MESSAGE TYPE #00 sec=266117.128 PRN#134 DO NOT USEMESSAGE TYPE #03 sec=266118.127 PRN#134 FAST CORRECTIONS MT3 00: mask 13 (PRN014) FC +255.875m UDRE Not Monitored 01: mask 14 (PRN015) FC -0.375m UDRE 0.8315m^2 02: mask 15 (PRN017) FC -0.125m UDRE 0.4678m^2 03: mask 16 (PRN018) FC -0.500m UDRE 0.8315m^2 04: mask 17 (PRN019) FC +255.875m UDRE Not Monitored 05: mask 18 (PRN020) FC +255.875m UDRE Not Monitored 06: mask 19 (PRN021) FC +1.125m UDRE 1.8709m^2 07: mask 20 (PRN022) FC +0.125m UDRE 0.8315m^2 08: mask 21 (PRN023) FC +0.250m UDRE 0.4678m^2

WAASWAAS のインテグリティのインテグリティOct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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プロテクションレベル（プロテクションレベル（ Protection LevelProtection Level ）方式）方式• 11––1010––77 の信頼水準でのユーザ航法誤差の上限値の信頼水準でのユーザ航法誤差の上限値• 水平方向水平方向 =HPL=HPL 、垂直方向、垂直方向 =VPL =VPL • PLPL と警報限界（と警報限界（ Alert LimitAlert Limit ）を）を比較し、比較し、 AL<PLAL<PL なら利用不可なら利用不可

• PLPL の計算アルゴリズム： の計算アルゴリズム： SARPsSARPs で規定で規定

• 計算に必要なパラメータが計算に必要なパラメータがインテグリティ情報としてインテグリティ情報として放送される（放送される（ UDRE, GIVEUDRE, GIVE ） ）

• VAL=50mVAL=50m （（ LNAV/VNAV, LPVLNAV/VNAV, LPV ） ） /20m/20m （（ APVAPV ）） /12m/12m （（ CAT-ICAT-I ））

ALAL

→ → ユーザ測位誤差ユーザ測位誤差

→ →

プロ

テク

ショ

ンレベル

プロ

テク

ショ

ンレベル

正常動作正常動作

使用不可（警報）使用不可（警報）

MIMI（誤情報）（誤情報）

インテインテグリグリティティ

リスクリスク

HMIHMI（危険情報）（危険情報）

ALAL

MIMI

0000

インテグリティインテグリティ OKOK

通常の通常の分布分布

インテグリティモニタインテグリティモニタOct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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→ → ユーザ測位誤差ユーザ測位誤差→ →

プロ

テク

ショ

ンレベル

プロ

テク

ショ

ンレベル

正常動作正常動作

MIMI

モニタモニタ

• アベイラビリティを上げるには、インテグリティ水準を保ちアベイラビリティを上げるには、インテグリティ水準を保ちつつプロテクションレベルを最小化する必要がある。つつプロテクションレベルを最小化する必要がある。

• 脅威に対応したインテグリティモニタを設け、脅威に対応したインテグリティモニタを設け、プロテクションレベルが過大に計算されるプロテクションレベルが過大に計算されるのを防ぐ。のを防ぐ。

モニタ局ネットワークモニタ局ネットワーク

PLPL 計算計算

（脅威あり）（脅威あり）

モニタ局ネットワークモニタ局ネットワーク

PLPL 計算計算

インテグリティモニタインテグリティモニタ

（脅威なし）（脅威なし）

脅威検出脅威検出

測位誤差測位誤差

脅威脅威

WAASWAAS試験結果（１）試験結果（１）Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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HAL=40mHAL=40m

（（ McHugh, FAAMcHugh, FAA ））

WAASWAAS試験結果（２）試験結果（２）Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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VAL=50mVAL=50m（（ LNAV/VNAVLNAV/VNAV））（（ LPVLPV ））

VAL=20mVAL=20m（（ APVAPV））VAL=12mVAL=12m（（ CAT-ICAT-I））

（（ McHugh, FAAMcHugh, FAA ））

WAASWAAS 機上装置の例機上装置の例Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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UPS Aviation TechnologiesUPS Aviation TechnologiesApollo CNX-80Apollo CNX-80

• TSO-C146a WAAS/GPSTSO-C146a WAAS/GPS 受信機受信機• 業者価格の例： 業者価格の例： $11,999 $11,999 （搭載・検査費用込（搭載・検査費用込

み）み）• ARINC429ARINC429出力あり（出力あり（ 5Hz Update5Hz Update ））

別売ディスプレイ別売ディスプレイ（（ MX-20 MFDMX-20 MFD ） ）

CNX-80 CNX-80

今後の見通し今後の見通しOct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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• Phase-I WAAS FOCPhase-I WAAS FOC （（ 20072007頃）頃）– カナダ、メキシコなどにモニタ局を増設（カナダ、メキシコなどにモニタ局を増設（ 2525 局→局→ 3434

局）局）– GEOGEO 追加追加

• 22 周波化対応（周波化対応（ Phase-II WAASPhase-II WAAS ））– GPS L5GPS L5 周波数を周波数を SBASSBAS も利用（も利用（ L2L2 は使わない）は使わない）– 現在、現在、 RTCARTCA がが L5 SBAS ICDL5 SBAS ICD を検討中を検討中– 耐干渉性と電離層遅延推定で大きなメリット耐干渉性と電離層遅延推定で大きなメリット– データレートはデータレートは 250bps250bps あるいはあるいは 500bps500bps

• ブラジルブラジル SBASSBASへの協力への協力– 試験的にモニタ局を設置、データ収集中試験的にモニタ局を設置、データ収集中– 磁気赤道地方での電離層の挙動が課題磁気赤道地方での電離層の挙動が課題

静止衛星の追加静止衛星の追加

• 少なくとも少なくとも 22 衛星が見えるようにする（信頼性の向上）衛星が見えるようにする（信頼性の向上）

INMARSAT 3AOR/W 54W

INMARSAT 3POR 178E

Ideal Slot119W

INMARSAT 3INMARSAT 3POR 178 WPOR 178 W

INMARSAT 3INMARSAT 3AOR/W 54 WAOR/W 54 W

Additional GEOAdditional GEOIdeal: 119 WIdeal: 119 W

（（ Elderedge, FAAElderedge, FAA ））

Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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低緯度地方の電離層低緯度地方の電離層Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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0 500 1000 1500 2000 25000

5

10

15

20J apan 28 Sites; May 29, 2003; MLAT>30

IPP Distance, km

Diffe

renc

e of V

ertic

al De

lay, m

Numb

er of

Poin

ts (10

N )

0

1

2

3

4

5

0 500 1000 1500 2000 25000

5

10

15

20J apan 28 Sites; May 29, 2003; MLAT<30

IPP Distance, kmDi

ffere

nce o

f Ver

tical

Delay

, m

Numb

er of

Poin

ts (10

N )

0

1

2

3

4

5

6

磁気緯度磁気緯度 >30>30 度度 磁気緯度磁気緯度 <30<30 度度

電離層遅延

の差

電離層遅延

の差

22 地点間の距離地点間の距離 22 地点間の距離地点間の距離

電離層遅延

の差

電離層遅延

の差

ConclusionConclusion• GPSGPS は現在は現在 Block IIRBlock IIR 衛星を打上げ中。衛星を打上げ中。

– Block IIR-MBlock IIR-M （（ 20042004 ～）：第二民間周波数～）：第二民間周波数– Block IIFBlock IIF （（ 20062006 ～）：　　第三民間周波数～）：　　第三民間周波数– 近代化計画：モニタ局の追加、近代化計画：モニタ局の追加、 MCSMCS 増設など増設など

• WAASWAAS の開発はインテグリティが原因で遅れていたが、の開発はインテグリティが原因で遅れていたが、本年本年 77 月に月に FAAFAA により認証された（により認証された（ IOCIOC ）。）。– 航空機の主航法システムとして使用可能。航空機の主航法システムとして使用可能。– 非精密進入（非精密進入（ LPVLPV ）までサポート。）までサポート。

• 数年以内に静止衛星を追加し、数年以内に静止衛星を追加し、 Phase-I WAAS FOCPhase-I WAAS FOC を予を予定。定。

Oct. 2003 Sakai, ENRIOct. 2003 Sakai, ENRI

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