テーマ:人工衛星

「みちびき」QZSSの軌道とGPSの軌道の比較

「みちびき」とGPS衛星の軌道要素が分かりましたので、軌道の図を描いてみました。要するに、長半径、離心率を使い、楕円を書いただけです。地球も半径一定としてあわせて書いてみました。QZSSは、GPSに比べ、随分高いところを飛んでいるのですね。離心率のちがいは、この程度の図からはわかりません。真円に近く飛んでいます。 ちな…
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GPS衛星の配備状況。2011年1月15日0時0分0秒現在。

GPS衛星の配備状況と各衛星の軌道要素をNASA局から拾ってきました。現在運用中の衛星は、番号でいうと、 11、23、24を除く、1番から32番まで(合計29個)です。図でPRN番号で示しています。(衛星には、Space Vehicle Number と Pseudo Random Noise という二つの番号がついていますが、実質は…
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「みちびき」QZSS の軌道要素。

GPSの軌道要素データが世界各地の受信局をとおして得られるのと同様に、「みちびき」QZSSのデータもJAXAをとおして入手できます。2011年1月2日現在の「みちびき」の軌道要素を引っ張ってきました。離心率がゼロから少しは外れているのがミソです。これが例の「8の字」飛行の元となるものです。 この離心率が真円からどの程度はずれている…
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GPS衛星の最新軌道要素データをNASA局から入手(2)

その1の続きです。これらの図は10個の衛星の軌道要素ですが、こんなに精度良く軌道投入できるのに驚きます。この技術が大陸間弾道弾の技術とおなじなのでしょうね。喜ぶべきか、悲しむべきか。人類の技術の発展はすごいものです。 +++++++++++++ GPS衛星の最新軌道要素データをNASA局から入手(1) …
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GPS衛星の最新軌道要素データをNASA局から入手(1)

GPS衛星からの電波は常時地上のたくさんの受信局で受信しています。カーナビもその他のGPSレシーバもそのひとつです。日本でも国土地理院等が受信していて、それをインターネット経由で見ることが出来ます。データ形式はRINEX (Receiver Independent Exchange) ですので、世界中の受信データを共通のフォーマットで見…
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GPS衛星からの信号(7)具体的なデータの例

GPSから送信されてくるデータの例を見てみよう。いわゆる生データでは人間が読むのに苦労するので、Receiver Independent Exchange (RINEX) というフォーマットに変換したものを見てみよう。 添付図がRINEXに変換したもの。 先等にHeader 部があり、それに続いて受信できた衛星からの通信データが…
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GPS衛星からの信号(6)全ページのデータ構成

GPSからの信号はサブフレームにより内容が分かれています。サブフレーム1、2、3は全フレーム(ページ)について共通ですが、サブフレーム4、5はフレーム(ページ)ごとにちがいます。このには他の衛星のデータを格納しています。その内容の概略は添付の図のようです。 *************** GPS衛星からの信号(5…
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GPS衛星からの信号(5)TLMとHOWの内容

GPSが送信してくるデータの先等にTelemetry Word (TLM)とHand Over Word (HOW)があります。その内容は添付のようになっています。 ********************* GPS衛星からの信号(4)サブフレームのデータ内容 http://44579446.at.webry.i…
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GPS衛星からの信号(4)サブフレームのデータ内容

各サブフレームを構成するデータの並び方と内容を添付図に示します。サブフレーム1、2、3は各衛星に共通で、同じ内容を繰り返します。 ********************* GPS衛星からの信号(3)データの構成 http://44579446.at.webry.info/201101/artic…
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GPS衛星からの信号(3)データのヒエラルキー

GPSからの通信データはヒエラルキー構造となっています。どんな階層で構成されているのか見てみましょう。 下から言うと、 1.Chip 2.bit 3.Word 4.Subframe 5.Frame などの階層となっています。 **************** GPS衛星からの信号(2)データの構成 …
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GPS衛星からの信号(2)データの構成

GPSから送信されてくる航法メッセージは25個のフレームがひとつの単位を構成します。各フレームは5個のサブフレームによりなりますが、その内容について下記の図に示します。 1.サブフレーム1,2,3は共通につかわれます。 2.サブフレーム4はつぎのフレームのときは使われません。すなわち、1、6、11-17、19-24 (25は軍用…
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GPS衛星からの信号(1)航法メッセージの構造

GPS衛星からの信号は、15フレームをひとつの単位として送信されます。この構造はどうなっているのでしょうか。 1.15フレームで信号の一つの単位が構成されます。 2.1フレームは5個のサブフレームによって構成されています。 3.各フレームにより、それを構成するサブフレームの内容が若干異なります。 4.しかし、サブフレーム…
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GPS衛星とGLONASS衛星の配備の比較

アメリカのGPS衛星は、軌道傾斜角55度で、6個の軌道面に各4個の衛星を配備するものです。現在の配備状況を添付図に示します。 軌道面が6個ということは、昇交点赤経が60度離れているものです。図では緑の破線で示しました。一つの軌道に4個の衛星が配備されるということは、均一に配備されれば、隣り合う衛星の近地点引数の差が90度になるはず…
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人工衛星のランデブー(その2)。増速させるばあい。

同一の円軌道にいるふたつの衛星があるばあい、後ろの衛星が前の衛星に追いつく8ランデブーする)ためには、後ろの衛星の速度を減速させる、と前のブログで論じた。しかし、当然のことながら、後ろの衛星を速度を増す方法もある。今度は、この加速させる位置を近地点をする楕円を新しい軌道とする方法である。 この場合の式は、           P…
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人工衛星のランデブー。追いつくには減速させます。不思議ですね。

同一の円軌道に入っているふたつの人工衛星。後ろの衛星が前の衛星に追いつかせてランデブーさせるには、後ろの衛星の速度を落とします。減速です。増速ではありません。不思議ですね。 実際に計算して見ましょう。 最初の円軌道の半径を a 速度を V とします。位置 A にいる衛星を、位置 B にいる衛星が追いかけるわけです。相対角度を…
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第三宇宙速度を知っていますか。太陽系からの脱出速度です。

第一宇宙速度は地球の衛星となる速度。第二宇宙速度は地球の重力圏からの脱出速度。第三宇宙速度は太陽系からの脱出速度です。どんな値になっているのか確認しましょう。 1.第一宇宙速度           V1 = Sqrt(GM/R) = Sqrt(g/R) に           g = 9.8 (m/sec^2)      …
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米国GPS衛星とロシアGLONASS衛星の軌道投入精度

離心率と軌道傾斜角を比べると、ロシアの衛星打ち上げ能力の方が高いようです。離心率も軌道傾斜角も、ロシアの方のばらつきが小さいようです。もっとも、軌道要素を統一する(精度高く一定値に値に近づける)必要性はあまりないと思いますが。 ++++++++++++++++++ GPS人工衛星の軌道要素(2)離心率、軌道傾…
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GPS人工衛星の軌道要素(2)離心率、軌道傾斜角

GPS衛星の離心率と軌道傾斜角のデータです。アメリカはそれほど軌道を同一にすることにこだわっていないようです。けっこうばらつきがあります。ロシアのGLONASSとの比較をつぎにしてみましょう。 **************** GPS人工衛星の軌道要素(1) http://44579446.at.we…
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ロシア版GPS(GLONASS)のデータ(その2)

ロシア版GPSであるGLONASSの軌道データの「その2」です。軌道傾斜角と離心率です。 *************** ロシア版GPS(すなわちGLONASS)の衛星は、もう22機も打ち上がっているのです。 http://44579446.at.webry.info/201101/article_7.html…
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ロシア版GPS(すなわちGLONASS)の衛星は、もう22機も打ち上がっているのです。

2010年12月5日に最後の3機を同時打ち上げしたのですが、失敗しました。これをみると、この3機でGLONASSは完成するようです。(2010年中に完成しなかったから、ロシアのメドベージェフ大統領がおおいにお怒りとか。) ロシアのサイトによると、現在、22機がサービス中とか。この22機の軌道要素を引き写して起きます。 …
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ロシアのロケット打ち上げ失敗原因。酸化剤を2トンも余計に積み込んだ???

2010年12月5日にロシアはGlonassの衛星3機を打ち上げたが、途中で軌道からはずれ、太平洋に落下した。その原因が、酸化剤を1.5から2トンも余計に積み込んだためだと言われている。 http://en.rian.ru/russia/20101210/161721918.html http://en.rian.ru/russ…
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大気圏再突入のさせ方。流体力学のお勉強。(その17)

「はやぶさ」が帰還してニュースになった。そこで、大気圏再突入のさせ方について説明しよう。 「大気圏」といっても、大気は、高度が上昇するにつれ、連続的に密度を下がる。どこから「大気圏」か、厳密に定義できないが、簡易的に、高度120キロメートルの地点としよう。ここで、「大気再突入」を開始するとしよう。 機体の条件としては、機体の…
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