JPH03106204A - 衛星通信用船舶局の船上アンテナ駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、衛星通信用の船舶局の船上アンテナを衛星に
向けて正しく指向させるために、船上アンテナの仰角及
び方位角を駆動制御する衛星通信用船舶局の船上アンテ
ナ駆動制御装置（以下、特別の場合を除き船上アンテナ
駆動制御装置という．）に関する． （従来の技術） 従来において衛星通信用の船舶局の船上アンテナを衛星
に指向させるためには、船舶局の個有の装置である航法
装置たとえばジャイロコンパスから船舶の位置及び船舶
の進行方向に関する情報を得て、これらの情報に基づい
て衛星に対する船上アンテナの仰角や方位角を算出し、
船上アンテナの仰角や方位角を変更するようにしている
．（発明が解決しようとする課Ｍ） しかしながら従来の船上アンテナの指向方法では、航法
装置からの情報と予め与えられた衛星の位置とに基づい
て間接的に船上アンテナの仰角や方位角を求めて船上ア
ンテナを駆動制御するようにしているので、以下に述べ
るような欠点があった． すなわち、船上アンテナの駆動制御部を船舶の航法装置
にケーブル等で接続しなければならず、このゲープル配
線のために多大な繰装工事が必要となり、コストの増大
や工事期間の長期化を招くという欠点がある． また、船上アンテナの駆動制御データは航法装置から得
られた情報から間接的に求めたものであり、駆動制御デ
ータの精度は航法装置の性能に左右されてしまい、船上
アンテナの指向精度が低下することがあるという欠点が
ある． また、同じく船上アンテナの駆動制御データは船舶の航
法装置からの情報により求めているので、航法装置に故
障等の障害が発生した場合には、船上アンテナを衛星に
向って正しく指向することができなくなり、衛星通信を
行うことができなくなるという欠点がある． さらに、船上アンテナの仰角や方位角を求めるのに衛星
位置が不動であるとして予め与えられた位置に基づいて
なされているので、衛星が摂動等により衛星の位置が変
動した場合には船上アンテナの指向方向に誤差が生ずる
ことがあるという欠点がある． 本発明は、上記欠点を解消することを課題とするもので
あって、購装工事を少なくすることができコストの低減
や工事期間の短縮を図ることができると共に、船上アン
テナを高精度に衛星に対して指向することができる衛星
通信用船舶局の船上アンテナ駆動制御装置を提供するこ
とを目的とする． （課題を解決するための手段） 上記課題は、衛星通信用の船舶局の長手方向に所定間隔
だけ離間して設けられた複数の船上アンテナと、前記各
船上アンテナから衛星に向けて電磁波を送信し前記衛星
からの反射波を前記各船上アンテナで受信して前記各船
上アンテナと前記衛星との距離をそれぞれ測定する測距
手段と、前記測距手段による各測定距離に基づいて前記
各船上アンテナが前記衛星に正確指向する仰角及び方位
角を演算する演算手段と、前記演算手段による演算仰角
及び演算方位角に基づいて前記各船上アンテナの仰角と
方位角を駆動して前記各船上アンテナを前記衛星に指向
させる駆動手段とを備えることにより解決できる． （作用） 本発明によれば、まず測距手段により複数の船上アンテ
ナのそれぞれと衛星との間の距離が直接測定される．次
に、この各測定結果に基づいて幾何学的条件に従って船
上アンテナの仰角及び方位角が演算される．！＆後に、
求められた仰角及び方位角に基づいて船上アンテナの仰
角及び方位角を変更駆動する． 本発明によれば、複数の船上アンテナと衛星との距離を
直接測定してこの測定結果に基づいて船上アンテナを駆
動制御するようにしているので、従来のように船上アン
テナの指向精度が航法装置の性能や衛星の摂動によって
低下することがなく、船上アンテナの指向精度を向上さ
せることができる．また、船上アンテナ駆動制御装置を
船上アンテナの近くに設けることができ、朧装工事が少
なくて済みコストの低減や工期の短縮が図れる．（実施
例） 以下に、図面を参照して本発明の一実施例について説明
する．第１図は本実施例の船上アンテナ駆動制御装置の
系統図、第２図（ａ＞は本実施例の船舶局の側面図、第
２図（ｂ）は本実施例の船舶局の平面図である． 第２図に示すように、衛星通信用の船舶局１は全長１５
０ｍ、全幅１６ｍの船舶からなっている．船舶局１には
、第１の船上アンテナ１０及び第２の船上アンテナ２０
が船舶局１の長手方向に所定の距離Ｃだけ離間して設け
られている．この距離Ｃは、後述するように船舶局１か
ら通信ＷＪ星Ａを見込んだ方位角を求める際に分解能が
高まるように可能な限り大きく採る．また、第１及び第
２の船上アンテナ１０．２０は通信衛星Ａに対するプロ
ッキングがないように配置される。

第１図に示すように、本実施例の船上アンテナ駆動制御
装置は以下の構或からなる。すなわち、第１の船上アン
テナ１０にそれぞれ接続された第１の送信機１１及び第
１の受信機１２と、第２の船上アンテナ２０にそれぞれ
接続された第２の送信ａ２ｉ及び第２の受信機２２と、
第１図及び第２の送信機１１．２１から送信される搬送
波を変調用の測距符号を発生する符号発生器３０と、第
１又は第２の送信機１１．２１から通信衛星人に向けて
送信され通信衛星人で反射して第１又は第２の受信機１
２．２２で受信された搬送波から測距符号をそれぞれ検
出する第１の検出器１３及び第２の検出器２３と、第１
又は第２の送信ｍｉｉ．２１から送信された測距符号と
第１又は第２の受信機１２．２２で受信された測距符号
との間のビット差（位相差）を検出する符号ビット差測
定器３１と、符号ビット差測定器３１で求めたビヅト差
から第１又は第２船上アンテナ１０．２０と通信衛星Ａ
との距離を測定する本発明の測距手段としての測距機能
とこの測定距離から第１又は第２の船上アンテナ１０．
２０が通信衛星人に正確に指向する仰角及び方位角を演
算する本発明の演算手段としての演算機能とを具備する
制御器３２と、制御器３２で演算された仰角及び方位角
に基づいて第１又は第２の船上アンテナ１０．２０の仰
角及び方位角をそれぞれ変更駆動する本発明の駆動手段
としての第１の駆動器１４及び第２の駆動器２４とから
梢或されている。

ここで、第３図又は第４図により上述した制御器３２に
おける演算Ｉｌ能の概要について説明する．まず、第３
図を参照して、第１及び第２の船上アンテナ１０．２０
が通信衛星人に正確に指向する仰角を演算する場合につ
いて説明する６ｄを第１の船上アンテナ１０と通信衛星
Ａとの距離、θを通信衛星Ａを指向するための第１の船
上アンテナＩＯの仰角、Ｒ２を地球の半径、ｈを通信衛
星人の高度とすると、ｄとθとの間には、次のような式
が戒り立つ． ここで、Ｒア及びｈは既知であり、ｄは上述した制御器
３２の測距機能により測定されて既知となる．したがっ
て、（１）式に従って仰角θを求めることができる。

次に、第４図を参照して、第１及び第２の船上アンテナ
１０．２０が通信衛星Ａに正確に指向する方位角を演算
する場合について説明する，ａｔを第１の船上アンテナ
１０と通信衛星人との距離、ａ２を第２の船上アンテナ
２０と通信衛星Ａとの距離、θ，を通信衛星Ａを指向し
たときの第ｌの船上アンテナ１０の仰角、θ２を通信衛
星Ａを指向したときの第２の船上アンテナ２０の仰角、
ｂ１をａ＋の水平面への投影距離、ｂ２をａ２の水平面
への投影距離とすると、ａ，とｂ＋及びａ２とｂ２との
間には次のような式が成り立つ。

ｂ　Ｉ＝　ａ　１Ｃ　Ｏ　Ｓθｌ ｂ　ｘ　＝ａ　ｚ　　Ｃ　Ｏ　Ｓθ１ ａｌ，ａｔは測定値で既知であり、θ１，θ２は前述の
（１｝式からもとめられるのでｂ＋，ｂ２は求められる
． ここで、前述したように、Ｃを第１の船上アンテナ１ｏ
と第２の船上アンテナ２０との距離、α１を通信衛星Ａ
を指向するための第１の船上アンテナｌＯの方位角、α
，を通信衛星Ａを指向するための第２の船上アンテナ２
０の方位角とすると、α１とｂｌ　＋　ｂ２，Ｃとの間
及びα２とｂ１ｂｚ　　ｃとの間には次のような式が戒
り立つ。

１８０゜Ｃ−α１　＝ （１）式においてｂ．，ｂ２，ｃは既知であるので、方
位角α２は求められる。同様に（２）式においても、ｂ
ｌ　＋　ｂｚ　Ｔ　Ｃは既知であるので、方位角α１は
求められる． 次に、第１図を参照して本実施例の船上アンテナ駆動制
御装置の作動について説明する．ここでは第１の船上ア
ンテナ１０について説明するが、第２の船上アンテナ２
０についいても同様である．まず、符号発生器３０から
測距符号が発生し、この測距符号によって搬送波が変調
されて、第１の送信機ｌ１から通信衛星Ａに向けて変調
さ・れな搬送波が送信される。この搬送波は通信衛星Ａ
で反射して折り返して第１の受信機１２において受信さ
れる．受信された搬送波は第２の検出器１３に入力され
測距符号が検出される．そして、測距符号の有する十分
長い符号長及び補捉性の良好な特性を利用し、送信した
測距符号と受信した測距符号との間のビット差が符号ビ
ット差測定器３１で測定される．このビット差から、制
御器３２で第１の船上アンテナ１０又は第２の船上アン
テナ２０と通信衛星Ａとの間の距離が測定される．また
、制御器３２では、この測定距離に基づいて上述した計
算式（１）〜（３）に従って仰角及び方位角が演算され
る。この演算仰角及び演算方位角になるように、第１の
駆動器１４を駆動して第１の船上アンテナ１０の仰角及
び方位角を変更制御する。

このように、本実施例では、第１及び第２の船上アンテ
ナ１０．２０の仰角及び方位角を、第ｌ及び第２の船上
アンテナ１．０．２０と通信衛星Ａとの距離に基づいて
演算するようにし、この演算仰角及び演算方位角に基づ
いて第１及び第２の船上アンテナ１０．２０の仰角及び
方位角を変更するようにしているので、次に述べるよう
な利点が生ずる． すなわち、従来のように船上アンテナ１０．２０をジャ
イロコンパス等の航法装置に接続しなくてもよくなり、
第１及び第２の船上アンテナ１０．２０の近くに船上ア
ンテナの駆動制御装置を設ければよくなる．したがって
、鏝装工事を最小限のものとすることができ、コストの
低減や工事期間の短縮を図ることが可能となる．また、
従来のようにジャイロコンパス等の航法装置から得られ
た情報から間接的に仰角及び方位角を求めなくても、通
信衛星Ａとの距離を直接測定して仰角及び方位角を求め
ることができる，したがって、他の機器の性能に影響さ
れることなく、かつ、通信衛星の摂動があっても、高精
度に船上アンテナを通信衛星に対して指向することが可
能となる。

さらに、航法装置が故障の場合においても衛星通信を行
なうことができるようになる．したがって、航法装置が
故障した場合でも、衛星通信の結果を利用すれば、船舶
局１を所定の航路に沿って航行させることが可能となる
． なお、本実施例では船舶局１に第１及び第２の船上アン
テナ１０．２０を設けているが、２以上の船上アンテナ
を用いるものであれば３つ以上設けたものであってもよ
い． また、本実施例では式（１）〜（３）に基づいて仰角及
び方位角を演算するようにしているが、所望の精度が得
られれば近似式を用いて演算するようにしたものであっ
てもよい． 《発明の効果） 以上に説明したように、本発明の船上アンテナ駆動制御
装置を使用すれば、繰装工事を少なくすることができコ
ストの低減や工事期間の短縮を図ることができる．さら
に、本発明の船上アンテナ駆動制御装置を使用すれば、
船上アンテナを衛星に対して高精度に指向させることが
できる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の船上アンテナ駆動制御装置
の系統図、第２図（ａ）は第１図の船上アンテナ駆動制
御装置が搭載される船舶局の側面図、第２図（ｂ）は第
２図（ａ）の船舶局の平面図、第３図は第１図の船上ア
ンテナ駆動制御装置において船上アンテナの仰角を求め
る原理を説明した図、第４図は第１図の船上アンテナ駆
動制御装置において船上アンテナの方位角を求める原理
を説明した図である．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 衛星通信用の船舶局の長手方向に所定間隔だけ離間して
   設けられた複数の船上アンテナと、前記各船上アンテナ
   から衛星に向けて電磁波を送信し前記衛星からの反射波
   を前記各船上アンテナで受信して前記各船上アンテナと
   前記衛星との距離をそれぞれ測定する測距手段と、前記
   測距手段による各測定距離に基づいて前記各船上アンテ
   ナが前記衛星に正確指向する仰角及び方位角を演算する
   演算手段と、前記演算手段による演算仰角及び演算方位
   角に基づいて前記各船上アンテナの仰角と方位角を駆動
   して前記各船上アンテナを前記衛星に指向させる駆動手
   段とを備える衛星通信用船舶局の船上アンテナ駆動制御
   装置。