JPH0744376B2 - 衛星通信用船舶局の船上アンテナ駆動制御装置 - Google Patents

衛星通信用船舶局の船上アンテナ駆動制御装置

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JPH0744376B2
JPH0744376B2 JP24410189A JP24410189A JPH0744376B2 JP H0744376 B2 JPH0744376 B2 JP H0744376B2 JP 24410189 A JP24410189 A JP 24410189A JP 24410189 A JP24410189 A JP 24410189A JP H0744376 B2 JPH0744376 B2 JP H0744376B2
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秀則 守屋
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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題) 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、このケーブル配
線のために多大な艤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、艤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。最後に、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、艤装工事が少
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150
m、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から通信衛
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に対するブロッキングがない
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
装置は以下の構成からなる。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の送信機21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Aに向けて送信され通信衛星Aで反
射して第1又は第2の受信機12,22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の送信機11,21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
ビット差から第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1
0,20が通信衛星A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とから構成されてい
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
ける演算機能の概要について説明する。
まず、第3図を参図して、第1及び第2の船上アンテナ
10,20が通信衛星Aに正確に指向する仰角を演算する場
合について説明する。d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10の仰角、Rを地球の半径、hを通信
衛星Aの高度とすると、dとθとの間には、次のような
式が成り立つ。
ここで、R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。a1を第1の船上アンテナ10と通
信衛星A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1
の船上アンテナ10の仰角、θ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a1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、a1
とb1及びa2とb2との間には次のような式が成り立つ。
b1=a1 cosθ1, b2=a2 cosθ a1,a2は測定値で既知であり、θ1は前述の(1)
式からもとめられるのでb1,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10と
第2の船上アンテナ20との距離、αを通信衛星Aを指
向するための第1の船上アンテナ10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20の方位
角とすると、αとb1,b2,cとの間及びαとb1,b2,cと
の間には次のような式が成り立つ。
(1)式においてb1,b2,cは既知であるので、方位角α
は求められる。同様に(2)式においても、b1,b2,c
は既知であるので、方位角α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20に
ついても同様である。
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11から通
信衛星Aに向けて変調された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。このピッ
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1及び第2の船上アン
テナ10,20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
コンバ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、艤装工
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、艤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。 1……船舶局、10……第1の船上アンテナ、 11……第1の送信機、12……第1の受信機、 13……第1の検出器、14……第1の駆動器、 20……第2の船上アンテナ、21……第2の送信機、 22……第2の受信機、23……第2の検出器、 24……第2の駆動器、30……符号発生器、 31……符号ビット差測定器、32……制御器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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。
JP24410189A 1989-09-20 1989-09-20 衛星通信用船舶局の船上アンテナ駆動制御装置 Expired - Lifetime JPH0744376B2 (ja)

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