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準天頂衛星システムが社会や経済を動かすインフラとなる
「位置」と「時刻」に関する情報、いわゆる「測位信号」を配信する準天頂衛星システムの整備が進んでいる。「日本版GPS」とも呼ばれる準天頂衛星システムとはなにか、なぜそれは国産でなければならないのか、その信号は人々の生活に何をもたらすのか──。衛星測位利用推進センター（SPAC）の理事を務める峰正弥氏に、準天頂衛星システムの意義と可能性をうかがった。
峰 正弥 氏
一般財団法人 衛星測位利用推進センター(SPAC)理事
「日本版GPS」はなぜ必要なのか
──準天頂衛星システムとはどのようなものなのでしょうか？
- 峰：
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準天頂という聞きなれない言葉が使われていますが、これは「ほぼ真上にある」という意味です。ですので、準天頂衛星システムとは、日本のほぼ真上を通る軌道に測位衛星を飛行させ、その衛星から地上に向けて測位信号を配信するシステムのことです。
いまは「みちびき」1機だけですが、将来は複数機によって常時利用できる安定したシステムになる予定です。
世の中の情報は、いわゆる「5W1H」によって説明することができます。Who、What、Why、When、Where、そしてHowですね。そのうちのWhenとWhere、つまり「いつ」と「どこで」を用いて整理した情報を「地理空間情報」といいます。
普段はあまり気にしないと思いますが、実は社会や経済の多くは、この情報をもとに動いていると言っていいでしょう。「どこで」にあたる位置情報は、碁盤の目のような座標と考えればわかりやすいと思います。そこに「いつ」にあたる時刻情報を組み合わせることで、人とモノの今の場所やその動きを把握することができますので、将来は様々な利用方法やサービスが創られると思います。
GPSはスマホやカーナビでもお馴染みと思いますが、高いビルの合間や山間部などGPSだけでは難しいエリアでも測位を可能にするために、影が少なくなる真上から信号配信ができる準天頂衛星が必要というわけです。
──準天頂衛星システムとはGPSの日本版と考えてよろしいですか。
- 峰：
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今世界を見渡しますと、地理空間情報を活用するためのシステムとして、米国のGPS、欧州のGalileo、ロシアのGLONAS、そして中国の北斗などがあります。
たしかに準天頂衛星システムを「日本版GPS」と呼ぶと分かりやすいと思います。しかし、24時間絶え間なく安定したインフラにするためには7機が必要と言われています。今は「みちびき」の1機だけですので、「日本版GPS」の完成を目指していると言えるものの、まだ第一段階ということになります。
では、なぜ準天頂衛星システムが必要なのか。地理空間情報は、私達の日々の暮らしに不可欠なものとなっており、重要な国家インフラと言えます。
これまで日本は、主にアメリカのGPSに頼ってきたわけですが、重要な国家インフラを他国のシステムに依存し続けることには不安があります。やはり自分たちでコントロールすることができる仕組みを持たなければ、継続的に安心して使えるインフラとはなりません。
さらに、日本は周辺諸国に対して高度な地理空間情報の利用を先導する国として、測位信号を配信する「サービスの提供国」になることで、様々な可能性が広がっていきます。アジアや太平洋地域の国々とともに地理空間情報の活用によって大きな経済効果の出現に期待ができると思います。
──具体的にどのように活用されるのでしょうか。
- 峰：
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都市計画、観光、農業など、様々な分野で活用できます。都市計画では、人々が常に安心して暮らせる仕組みづくりが課題となりますが、その課題解決に準天頂衛星システムが役立ちます。
たとえば、都市部で事故が起きた場面を考えてみましょう。その場合に想定される地理空間情報の活用法は、次のようなイメージになります。 -
拡大する 地理空間情報の活用イメージ まず、事故に遭われた方、もしくは目撃者が携帯電話などのカメラで現場写真を撮り、情報指令センターに送ります。
情報司令センターでは、送られてきた写真についている地理空間情報をもとに、いつどこで事故が起こり、現場がどのような状態であるかがすぐにわかります。その情報に加え、どのルートを選択すれば最短の時間で現場に到着できるかを確認し救急隊員へ指示を出します。
また、ケガをした方の処置ができる病院を確認し、渋滞を避けるなどその最速ルートを把握します。
このように、あらゆる重要なポイントで地理空間情報を活用することによって、より高度なアプローチができるようになります。
安心して地理空間情報を利用するために
──準天頂衛星システムの仕組みについてご説明ください。
- 峰：
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安心して地理空間情報を利用するためには、X軸、Y軸、Z軸の三次元の位置情報と、「いつ」を表す時刻情報、これら測位信号を24時間絶え間なく受信する必要があります。しかし、日本のように山が多く、都会にビルの多い国では、宇宙からの測位信号がしばしば遮られて受信できない場合があります。いま私たちが利用しているGPSからの信号も、実は常時受信できているわけではありません。
では、測位信号を常に受信するにはどうすればいいか。真上から信号を配信できる衛星を増やして、GPSの測位信号を「補完」してあげればいいのです。その役割を果たすのが、準天頂衛星ということです。また、準天頂衛星によって、GPSからの信号の精度の向上をサポートする、つまり「補強」することで、地理空間情報はさらに信頼に足るものになります。
──準天頂衛星システムの整備は、現在、どの段階まで進んでいるのですか。
- 峰：
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準天頂衛星の初号機となる「みちびき」の打ち上げに成功したのが2010年9月です。今後、2010年代後半をめどに4機体制とすることが決定しており、さらに将来的には7機体制とするプランもあります。
準天頂衛星は、約3万2千～4万kmの高度を、地球から見るとちょうど数字の8の字を描くような軌道で、日本を含むアジア太平洋地域の上空を飛行します。
1機の衛星が日本上空にあるのは約8時間ですが、その衛星が去ると次の衛星が日本上空にやってきます。そうやって、24時間を3機でカバーします。さらに、メンテナンスが必要になる場合に備えると予備機が必要ですので4機体制があれば、GPSの補完と補強の役割を果たすことができます。
赤道に対して軌道を傾けてさらに楕円に(離心率を大きく)し、衛星が地球から一番離れる位置を北半球の日本付近の上空にすることで、日本上空の滞在時間をできるだけ長くすることができる軌道。
- 峰：
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しかし、それだけでは米国のGPSへの依存は続いていくことになります。そこで、さらに3機を加えて7機体制とし、現在のGPSが果たしている役割を完全に担うことができるようになって初めて、日本固有の地理空間情報活用のインフラが整うというわけです。
3つの開発が同時に進んでいく環境を
──身近で役に立ちそうなのですが、私たちの目には見えないシステムですね。
- 峰：
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一般財団法人
衛星測位利用推進センター(SPAC)
理事
峰 正弥 氏準天頂衛星システムとは、いわば放送局と言えます。
テレビやラジオといった放送局にあるアンテナが低いと、電波は障害物に遮られて遠くまで届きませんよね。しかし、アンテナのタワーを高くしていけば、電波の到達範囲は広がっていきます。
そうしてタワーをどんどん高くしていき、それがついに宇宙空間まで達したものが人工衛星であると考えてください。ですので重要なのはアンテナタワーの役割を担う人工衛星だけではなく放送局に例えた準天頂衛星システムの全体であることがお分かり頂けると思います。
地上の管制センターから準天頂衛星に指示を出し、衛星がそれを受けて測位信号を電波にのせて送り出し、地上でその電波をモニターして、測位信号に補正をかけ、ユーザーに届ける──。地上にいる私たちは日ごろ衛星の存在を感じることはありません。しかしこのような役割を24時間絶え間なくサービス提供しようとするのが準天頂衛星システムなのです。
──最後に、今後の展望をお聞かせください。
- 峰：
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地理空間情報は生活と産業に欠かせないものとなっています。「みちびき」を利用した様々な実証実験が大学や企業などを中心に進められていますが、そのことも多くの人に知って頂き、地理空間情報が私たちの生活に役に立つことを感じて頂くことが必要でしょう。
また、地理空間情報を提供する”インフラ”と、それを有効活用する”市場”、さらにはその情報を取得する”端末”、その3つの開発が同時に進んでいき、相互に影響しあって好循環を生み出し発展していくような環境をつくっていかなければなりません。それがうまくいけば、新しい産業が立ち上がり、大きな経済効果が生まれることが期待できます。
いま、インフラ開発整備が本格化しようとしています。私たちはこの機会をとらえ、社会がより安全で安心できる空間となり、更に、充実した暮らしができるようになるため、衛星測位を利用した地理空間情報の高度化活用を推進して行きたいと思っています。
取材・執筆 二階堂 尚 2012年12月18日
峰 正弥（みね まさや）
一般財団法人衛星測位利用推進センター(SPAC) 理事
測位航法学会 副会長
IMESコンソーシアム 設立発起人
