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我が国の測位システムの状況について - 衛星測位利用推進センター
我が国の測位システムの状況について SPACシンポジウム2011 2011年12月8日 山川 宏 内閣官房 宇宙開発戦略本部事務局長 0 最近の日本の宇宙活動（平成２０年～２３年） ２月２３日 Ｈ－ⅡＡロケット１４号機 超高速インターネット衛星「きずな」（ＷＩＮＤＳ） ©JAXA １２月２日 我が国初の海外の民間衛星受注 １月１３日 我が国初の海外衛星の打上げ受注 １月２３日 Ｈ－ⅡＡロケット１５号機 温室効果ガス観測技術衛星 「いぶき」（ＧＯＳＡＴ）など Ｈ－ⅡＡロケット 打上げ ©JAXA ９月１１日 Ｈ－ⅡＢロケット試験機 宇宙ステーション補給機（ＨＴＶ）技術実証機 HTVとISSのドッキング 平 成 20 年 みちびき JAXA ©JAXA 準天頂衛星システム（出典： JAXA） ９月１１日 Ｈ－ⅡＡロケット１８号機 準天頂衛星「みちびき」 １月２０日 Ｈ－ⅡＢロケット２号機 宇宙ステーション補給機（ＨＴＶ） ９月２３日 Ｈ－ⅡＡロケット１9号機 情報収集衛星光学4号 ５月３１日～６月１４日 星出彰彦 宇宙飛行士（「きぼう」２便目） ※米国スペースシャトル ３月１５日～７月１５日 若田光一 宇宙飛行士 （「きぼう」３便目／完成） ※米国スペースシャトル 平 成 21 年 １１月２８日 Ｈ－ⅡＡロケット１６号機 情報収集衛星光学３号 ５月２１日 ©JAXA Ｈ－ⅡＡロケット１７号機 金星探査機「あかつき」（ＰＬＡＮＥＴ－Ｃ） ３月１１日～２８日 土井隆雄 宇宙飛行士（「きぼう」１便目） ※米国スペースシャトル 日本実験棟「きぼう」 国際宇宙ステーション （ISS） ©JAXA 平 成 22 年 平 成 23 年 １２月２０日～６月２日 野口聡一 宇宙飛行士 ※ロシア ソユーズ ４月５日～２０日 山崎直子 宇宙飛行士 ※米国スペースシャトル ６月１３日 「はやぶさ」帰還 野口 古川 星出 若田 毛利 土井 １２月７日 「あかつき」金星周回軌道 に投入ならず。再挑戦の予定。 向井 山崎 ©JAXA （敬称略） ６月８日～１１月２２日 ３月８日 古川聡 宇宙飛行士 海外の民間衛星受注 ※ロシアソユーズ 1 準天頂衛星システム 【第１の機能】GPSの代替又は補完 ○衛星測位の利用可能場所・時間の拡大 測位可能時間：90% → 99.8% 【第２の機能】GPSの補強 ○衛星測位の精度及び信頼性の向上 GPSのみ：低精度(約10m）、信頼性の保証がない → GPS＋補強：高精度（2m/数cm）、信頼性の確保 【第３の機能】安否確認・避難誘導等機能 ○簡易メッセージ送信機能 ○安否確認機能 ｢みちびき｣の打上げ JAXAウェブサイトより引用 太陽電池パドル 6.2m 平成22年9月11日夜、打上げ。9月27日朝、日本上 空を通る中心経度約135度の準天頂軌道への投入 に成功。10月19日より機能確認用の測位信号の送 信を開始し、12月下旬より技術実証・利用実証を始 放射冷却型TWT めている。 準天頂衛星初号機｢みちびき｣ Ku帯双方向時刻比較 アンテナ (NICT担当) 準天頂衛星システム（出典：JAXA） C帯TT&C アンテナ ・打上げ質量： 約4トン ・発生電力： 約5kW ・設計寿命： 10年以上 ・打上げロケット： H-IIA202 ・打上げ： 平成22年9月11日 レーザリフレクタ L帯ヘリカルアレイアンテナ（L-ANT） L1-SAIF用 アンテナ USB TT&Cアンテナ （イラスト：文部科学省資料より引用） 22 汎用測位/補強システムの現状 測位 世界全体 をカバー するもの 欧州・アフリカ GPS（米国）、ガリレオ（欧州）、グロナス（ロシア）、北斗（中国） 一定地域 をカバー するもの 補強 南北アメリカ アジア IRNSS （印） EGNOS （欧州） GAGAN （印） 北斗 （中国） 準天頂 衛星 （日本） WAAS （米国） ※汎用のもの に限る 3 中国の取組状況 １９８６年：中国独自の衛星航法計画を鄧小平総書記が承認 １９９３年：北斗初号機の研究開発着手 ２０００～２００３年（第1段階）：静止軌道に計３機を打上 ２００７～２０１２年（第2段階）：傾斜軌道3機、中高度周回軌 道4機、静止軌道5機の計12機を打ち上げ、2012年 にアジア太平洋地域で運用開始を目標。 ※2010年には年間5機を打上 ～２０２０年（第3段階）：計35機を打ち上げて、2020年に全世 界で運用開始を目標。 （注１）中国は補強についてアジア向けに提供することを 公表済（時期は2012年～2020年頃と推測される）。 4 準天頂衛星を巡る日米関係 • 米国は、GPSと互換性を持ち、またGPS信号を補強する役割を持つ 準天頂衛星について、GPSのアジアでの有用性を高めるものとして 期待。 ○全世界的衛星測位システムの利用に関する日米協議共同発表 （2011年1月31日）（抜粋） 両政府の代表団は、準天頂衛星システムの開発中に緊密な協力を行うため に設立された日米GPS／準天頂衛星システム技術作業部会（TWG）において 現在行われている作業について概観した。TWGは、GPS及び準天頂衛星シス テムが共存性及び高度の相互運用性をもって設計されていることを再確認し た。 両政府は、日本のPNTサービスに対する準天頂衛星システムの重要な将来 の貢献について認識した。両政府は、衛星航法システム分野における継続 的で緊密な協力が、アジア－太平洋地域の平和的発展に資すること及び世 界的な経済成長を促進させることを確認した。 5 国連GNSS委員会 第６回ICG会議(6th International Committee on GNSS) ・2011年9月5～9日 ＠日本国東京三田会議所 ・日本（主催）、中国、インド、マレーシア、ナイジェリア、ロシア、UAE、 米国、欧州連合 ・CGSIC, COSPAR, ESA, EUPOS, FIG, IAG, EUREF, BIPM, IERS, IGS, UNOOSA, ITU, IOAG, FAI ・オーストラリア、インドネシア、ベトナム、タイ ・Working Group A:互換性と相互運用性 ・Working Group B:GNSSサービス性能の向上 ・Working Group C:情報伝達と設備能力構築 ・Working Group D:基準フレーム、タイミング、および、アプリケーション 6 実用準天頂衛星システム事業の推進の基本的な考え方 平成２３年９月３０日 閣議決定 準天頂衛星システムは、産業の国際競争力強化、産業・生活・行政の 高度化・効率化、アジア太平洋地域への貢献と我が国プレゼンスの向上、 日米協力の強化及び災害対応能力の向上等広義の安全保障に資する ものである。 諸外国が測位衛星システムの整備を進めていることを踏まえ、我が国 として、実用準天頂衛星システムの整備に可及的速やかに取り組むこと とする。 具体的には、2010年代後半を目途にまずは４機体制を整備する。将来 的には、持続測位が可能となる７機体制を目指すこととする。 我が国として実用準天頂衛星システムの開発・整備・運用は、準天 頂衛星初号機「みちびき」の成果を活用しつつ、内閣府が実施することと し、関連する予算要求を行うものとする。また、開発・整備・運用から利用 及び海外展開を含む本事業の推進に当たっては、関係省庁及び産業界 との連携・協力を図ることとする。 内閣府がこうした役割を果たすために必要な法律改正を予算措置に 合わせて行うこととする。 なお、内閣府に実施体制を整備するに当たっては、行政機関の肥大 化につながらないよう配慮するものとする。 7 準天頂衛星システム 【第１の機能】GPSの代替又は補完 ①発災直後の安否確認・避難誘導、救援・被災地状況の把握、復 旧・復興等の各段階において、我が国の災害対応能力の向上 （広義の安全保障）に資する。 ②高度な機器やサービスの市場の創出と我が国の幅広い産業の競 争力強化に資する。（世界市場規模予測：7兆円（2005年）⇒56兆 円（2025年）（2006年EU調査）） ③測位、ナビゲーション及び時刻参照の分野における産業、生活、 行政の高度化・効率化に寄与する。 ④アジア・オセアニア地域にも左記の機能が展開可能であることか ら当該地域への貢献と我が国の国際プレゼンスの向上に寄与す る。 ⑤測位衛星分野における日米協力の強化。 ○衛星測位の利用可能場所・時間の拡大 測位可能時間：90% → 99.8% 【第２の機能】GPSの補強 ○衛星測位の精度及び信頼性の向上 GPSのみ：低精度(約10m）、信頼性の保証がない → GPS＋補強：高精度（2m/数cm）、信頼性の確保 【第３の機能】安否確認・避難誘導等機能 ○簡易メッセージ送信機能 ○安否確認機能 準天頂衛星 準天頂衛星 システム 避難誘導・災害 情報の提供 日本の天頂から各種信号を送受信 準天頂衛星 静止衛星 （地上部分） （宇宙部分） ・安否情報・居場所 の送信 ・被災状況の送信 避難誘導 情報 準天頂衛星 システム 避難勧告！ （地震発生） 5/28 16:00 避難誘導・災害 情報の提供 ７機構成の衛星配置例 測位信号＋ 補強信号 ××に避難 測位信号 GPS衛星 http://bosai.jp 安否確認 情報 「私はここに います」 準天頂衛星システム利用者 8 準天頂衛星システムの整備による我が国災害対応能力の向上 安否確認 準天頂衛星 360万件/時 （想定） 地上局 復旧・復興 救援・被災状況把握 発災直後 安否情報・ 居場所等の 送信 救援救助（航空機運航） 高い精度と信頼性の測位により、地上システムに 依存しない航空機運行が可能 測量 ・官民・民民境界が流出・亡失した地域での迅速な 測量 ・デジタルマップとの連携で埋設された管路等インフ ラの復旧 GPS機能付 携帯電話等 捜索位置の正確な把握 避難情報提供 災害救助犬活用等 避難勧告！ IT施工 （地震発生） 広域災害発生時に、携帯電話等の所有者 の居場所に応じ、災害情報や避難情報をき め細かく提供 5/28 16:00 ××に避難 http://bosai.jp 自動車通行実績情報マップ 津波検知力向上 道路の復旧状況把握による迅速な救援等 IT除染 自動操縦での除染活動・活動位置の正確な把握 GPS波浪計につい て、測位補強のた めの地上システム が不要になるととも に、海岸から遠方に 設置可能となる。 Google Crisis Response 除染車 9 平成２４年度概算要求（要求）（宇宙関係予算）【各府省の主な施策】 宇宙開発戦略本部事務局 平成２ ３ 年１ ０ 月 【内閣官房】 ○ 情報収集衛星関係経費 60,002 60,002 （▲7,151） (▲6,955) 【内閣府】 ○衛星通信回線の利用料 ○総合防災情報システム ○宇宙開発戦略本部にかかる経費 598 109 319 170 (+88) (±0) (▲82) (+170) 【警察庁】 787 ○ 高解像度衛星画像解析システムの運用787 (+14) (+14) 【総務省】 ○宇宙通信システム技術に関する 研究開発 ○地上／衛星共用携帯電話システム の研究開発 2,678 2,085 （▲1,424） (▲21) 490 (▲5) 【外務省】 208 （▲18） ○衛星画像分析 193 (▲17) ○宇宙外交推進経費 15 (▲1) ※その他、独立行政法人の運営費交付金の内数として、人工衛星 からの画像を活用した技術協力等を実施。 【文部科学省】 ○小型固体ロケット ○宇宙利用促進調整委託費 ○日本実験棟「きぼう」の 運用・科学研究等 ○宇宙ステーション補給機（HTV) ○水星探査計画（Bepi Colombo） ○小型科学衛星 ○ロケット・衛星に係る信頼性向上 164,822 5,810 445 14,416 （▲12,190） (＋2,020) (±0) (▲577) 24,384 2,993 4,496 9,236 (＋4,600) (±0) (＋4,033) (▲2,483) 【農林水産省】 ○農林水産施策における リモートセンシング技術の活用 ○農林水産施策における衛星測位技術 の活用 466 52 (▲401) (▲115) 414 (▲287) 【経済産業省】 4,060 ○ハイパースペクトルセンサ等の研究開発 2000 ○石油資源遠隔探知技術の研究開発 1,000 （▲733） (▲170) (▲150) 【国土交通省】 8,040 (▲1,853) ○静止気象衛星業務等 6,433 (▲1,858) ○人工衛星の測量分野への利活用 1,025 (+28) ○幅広い衛星測位システムに係る技術 351 (+47) 開発・利用に関する取組み ※人工衛星の測量分野への利活用（一部）の再掲を含む。 【環境省】 ○衛星による地球環境観測経費 ○温室効果ガス観測技術衛星「いぶき」 による地球環境観測事業 ○希少野生動物野生順化特別事業 937 692 120 (▲170) (+13) (▲154) 76 (▲18) 【防衛省】 ○衛星通信、商用画像衛星の利用等 ○宇宙を利用したC4ISRの機能強化の ための調査・研究 ○弾道ミサイル防衛（ＢＭＤ）（宇宙関連） 28,992 20,808 1,918 (▲12,353) (▲1,760) (+885) 6,251 （▲14,998） 10 平成２４年度概算要求（日本再生特別枠要望分、復興復旧経費要求分） （宇宙関係予算）【各府省の施策】 宇宙開発戦略本部事務局 平成２ ３ 年１ ０ 月 全府省庁合計（日本再生特別枠要望） 544億円 全府省庁合計（復興復旧経費要求）169億円 【内閣官房】 ○ 情報収集衛星関係経費 8,031 8,031 【警察庁】 ○ 通信衛星使用料等 【内閣府】 ○ 準天頂衛星システムの整備・運用 4,104 4,104 【総務省】 1,293 ○災害時に有効な衛星通信ネットワークの研究開発999 ○消防庁ヘリコプターにおけるヘリサットの整備294 【総務省】 294 ○ 消防庁ヘリコプターにおけるヘリサット 294 の整備 【文部科学省】 ○地球観測衛星網の構築 ○宇宙太陽光発電システムの研究開発 ○小惑星探査機はやぶさ２ ○X線天文衛星（ASTRO-H） ○回収機能付加型宇宙ステーション 補給機（HTV-R） 32,445 22,738 400 7,001 1,355 950 552 552 【文部科学省】 11,341 ○ 災害時の状況把握等に有用な人工衛星11,341 ※その他、日本海溝海底地震津波観測網の整備等として、 ＧＰＳ衛星からの情報を利用。 【経済産業省】 ○小型化等による先進的宇宙システム の研究開発 ○可搬統合型小型地上システム の研究開発 3,710 2,440 1,270 【経済産業省】 3,300 ○ 超高分解能合成開口レーダの小型化 3,300 技術の研究開発 【国土交通省】 ○ 静止気象衛星業務等 3,055 3,055 【環境省】 ○いぶき（GOSAT）観測体制強化及び いぶき後継機開発体制整備 ○渡り鳥の飛来経路の解明事業 3,151 3,000 151 11 予算編成に関する政府・与党会議（公開ヒアリング） 「日本再生重点化措置」 日時： 場所： 時間 13:35 ～ 14:10 14:10 ～ 14:50 14:50 ～ 15:25 平成２３年１１月１６日（水） 総理大臣官邸 13:30～18:00 事業名 ・準天頂衛星システムの整備・運用に必要な経費 ・沖縄振興施策 内閣府 ・地域自主戦略の推進 説明：石田勝之 内閣府副大臣 後藤 斎 内閣府副大臣 ・新たな成長を牽引する大学の教育研究基盤強化事業 ・海洋フロンティアへの挑戦 文部科学 ・我が国の強み・特色を活かした宇宙開発 省 説明：森 ゆうこ 文部科学副大臣 神本美恵子 文部科学大臣政務官 城井 崇 文部科学大臣政務官 ・ライフ・イノベーションの一体的推進としての ① 個別重点分野の研究開発・実用化支援 ② 臨床研究中核病院等の整備及び機能強化 ③ 技術の進歩に対応する薬事承認審査・安全対策の 向上 ④ 費用対効果を勘案した医療技術等の評価に関する 研究・調査 厚生労働 ・大学生現役就職促進プロジェクト（仮称）の推進 省 ・在宅医療・介護の推進としての ① 在宅チーム医療を担う人材の育成 ② 実施拠点となる基盤の整備 ③ 個別の疾患等に対応したサービスの充実・支援 説明：辻 泰弘 厚生労働副大臣 藤田一枝 厚生労働大臣政務官 津田弥太郎 厚生労働大臣政務官 ○ ストリーミング動画 ○ ニコニコ生中継 ○ USTREAM 府省庁 15:35 ～ 16:10 農林 水産 省 16:10 ～ 16:45 経済 産業 省 16:45 ～ 17:25 国土 交通 省 17:25 ～ 17:55 防衛 省 ・「農業者個別所得補償制度」のうち「米価変動補 填交付金」 ・「攻めの担い手」育成対策 ・集中豪雨等による災害防止対策 説明：筒井信隆 農林水産副大臣 ・資源権益の獲得 ・未来開拓研究等の推進 ・中小企業の海外展開・技術力強化の支援 説明：牧野聖修 経済産業副大臣 北神圭朗 経済産業大臣政務官 ・持続可能な低炭素・循環型社会の構築 ・幹線道路ネットワークの整備 ・国際コンテナ戦略港湾の整備 ・社会資本整備総合交付金 説明：松原 仁 国土交通副大臣 奥田 建 国土交通副大臣 津川祥吾 国土交通大臣政務官 津島恭一 国土交通大臣政務官 室井邦彦 国土交通大臣政務官 ・動的防衛力の構築（燃料費等） ・動的防衛力の構築（維持・修理費等） ・災害への対処能力の向上 説明：渡辺周 防衛副大臣 12 予算編成に関する政府・与党会議（公開ヒアリング） 「日本再生重点化措置」 日時： 場所： 平成２３年１１月１６日（水） 総理大臣官邸 ○ ストリーミング動画 ○ ニコニコ生中継 ○ USTREAM 13:30～18:00 出席予定者（「予算編成に関する政府・与党会議」メンバー） （政府側） 国家戦略担当大臣 財務大臣 内閣官房副長官 内閣府副大臣 財務副大臣 内閣府大臣政務官 財務大臣政務官 （与党側） 民主党政策調査会長 国民新党政務調査会長 民主党政策調査会長代行 民主党政策調査会長代理 民主党政策調査会長代理 古川 安住 齋藤 石田 藤田 大串 吉田 元久 淳 勁（司会） 勝之 幸久 博志 泉 前原 誠司 亀井亜紀子 仙谷 由人 三井 辨雄 櫻井 充 13 第３回 予算編成に関する政府・与党会議 「日本再生重点化措置」 日時： 場所： 平成２３年１２月６日（火） 総理大臣官邸 １７：４０～１７：５５ 宇宙関連事業の評価 内容・性格 評価 備考 安全保障や危機管理に必要な情報 〇 ・コスト削減の取組みが条件 収集を目的とする衛星の整備。実用段階。 省庁 内閣官房 事業名 「情報収集衛星の整備」 要望額 80億円 内閣府 「実用準天頂衛星ｼｽﾃﾑの 整備」 41億円 文部科学省 「我が国の強み・特色を 活かした宇宙開発」 324億円 経済産業省 ｲﾝﾌﾗ・ｼｽﾃﾑ輸出の戦略的 33億円 実施 （85億円 の内数） 民間企業等が行う開口レーダの小型化、 低コスト実現のための研究開発の助成。 国土交通省 「次期静止地球環境観測 衛星の整備」 31億円 現行「ひまわり」の後継衛星の打ち 上げ（＝継続事業）。実用段階。 環境省 低炭素社会の実現 30億円 （81億円 の内数） 温室効果ガス観測衛星「いぶき」の 観測体制強化及び後継機開発。 ＧＰＳ機能や災害対応など幅広い機 能を持つ実用準天頂衛星ｼｽﾃﾑの整備。 2号機以降は実用段階。 〇 最先端宇宙技術によるブランド力の 〇 発信（「はやぶさ２」）、地球観測衛星網の 構築（陸域観測技術衛星「だいち」 （ＡＬＯＳ－１）の後継衛星）等。基礎研究・ 開発がメイン。 〇 ・宇宙予算の戦略的重点化、民間と の連携等が条件 ・内閣府の新組織立上げはｽｸﾗｯﾌﾟ ｱﾝﾄﾞﾋﾞﾙﾄﾞが前提 ・初号機の管理・運営は内閣府に 一元化が必要 ・急遽運用停止した陸域観測技術衛星 （ＡＬＯＳ－１）の後継機(ＡＬＯＳ－ ２) については、相対的に優先すべきもの。 他の事業の相当程度の圧縮等が条件。 ・「いぶき」については、宇宙政策の 中での位置づけを明確化し、必要性・ 緊急性が高い部分について措置 要求段階で統合調整し、宇宙施 14 宇宙空間の開発・利用の戦略的な推進体制の構築について 平成２３年９月３０日 閣議決定 宇宙空間の開発・利用の戦略的な推進体制を構築することは、我が国 の宇宙政策にとって積年の課題であり、宇宙基本法の理念に基づいて 早急に取り組む必要がある。そのため、以下の考えに沿って検討を進 め、スクラップアンドビルドを前提に、内閣府に我が国宇宙政策の司令 塔機能と準天頂衛星システムの開発・整備・運用等施策実施機能を担 当する体制を構築するために必要な法案等を次期通常国会への提出を 目途として準備する。 （１）「宇宙庁（仮称）」的な一元化ではない形で実効的な宇宙開発利用体 制を構築すること。なお、宇宙庁については、科学技術・イノベーション政 策の検討とも連携しつつ、将来的な課題として引き続き検討する。 （２）宇宙政策において内閣府の司令塔機能と準天頂衛星システムの開 発・整備・運用等実施機能を行政組織のどのレベルで切り分けるかにつ いては、中立公正の要請及び組織の肥大化防止の要請を踏まえた実効 的な宇宙開発利用体制の構築に向け検討を行うこと。 また、独立行政法人宇宙航空研究開発機構の主務省については、こ れまでの文部科学省による監督実績及びその予算の大部分を文部科 学省が支出していることを尊重しつつ、宇宙開発戦略本部を支える内閣 府が司令塔機能の実効性をどのように確保するかについて検討を行う。 15 GPS利用事例 垂直離着陸型再使用型ロケット実験 ISAS 1997‐2003 講演者 垂直離着陸型再使用型ロケットコンフィギュレーション GPS antenna LH 2 free vent port RCS GN 2 tank Aeroshell LOX tank Access panel LH 2 tank Throttling valve (LH 2 ) Telemetry antenna GHe bottle LOX free vent port Heat shield Landing gear Engine thrust chamber RVT#3 Flight Configuration JAXA/ISAS提供 RTK-GPS航法系 機上 GPS受信機 GPU 搭載 コンピュータへ GPS衛星 地上 GPS受信機 ﾃﾞｰﾀﾘﾝｸ用無線機 最も精度の良いモードでは、 水平2cm、垂直3cm（1σ） で20Hz（遅れ20msec以下）の 測位が可能。 ISAS 1999.