中国の全地球測位システム北斗の開発経緯と性能について
日本ではそんなに取り上げられてないと思いますが、中国開発の衛星測位システムが着々と開発されてきました。そして先日、最後の衛星の打ち上げの成功に伴い、衛星測位システム「北斗」が完成。国内で話題になってます。
今日はこの「北斗」の開発背景や性能について紹介したいと思います。
開発の背景
詳しい方には冗長かもしれませんが、衛星測位システムの主権はアメリカの独壇場でした。ご存知GPSですね。
GPSは最初の打ち上げから30年以上にわたって利用・改善される過程で、軍事的な側面でも大きな役割を果たしてきましたし、今ではビジネスとしても成功しています。
世界中の国やたくさんのサービスが利用していて、利用料金も安い。ではなぜ中国は大金と多大なリソースを使って独自の衛星測位システムを開発したのか。
日本の報道を多少見ましたが、軍事目的ばかりがクローズアップされていますね。もちろんその観点はあると思います。
GPSは1990年代の湾岸戦争では大活躍していましたし、今のアメリカ軍では兵士はもちろん、銃弾以外の動ける武器や装備も全てGPSを装備しています。
そして有事の際はアメリカが自由に制限してきた事実があります。下記に例を2つあげますが
1993年に、中国の遠洋船「ギャラクシー号」が「化学武器運送の疑い」でアメリカ軍から検査を強要された。中国側があまりに理不尽との理由で検査を拒否。すると、アメリカが「ギャラクシー号」船の近くのGPSサービスを停止し、船は33日も海上を彷徨うことに。
1999年インドとパキスタンの戦争（Kargil war）の際に、アメリカがそのエリアのGPSサービスを一時停止。インドはアメリカから購入した武器を使用していたが、これらはGPS無しでは利用はできない事態に。
これは当事国にとっては大きな問題ですよね。よって、中国だけではなく他国も衛星測位システムを積極的に自主開発してきました。
現在ではアメリカのGPS（衛星数32台）以外に、ソ連が開発したGLONASS（衛星数31台）、EUが開発したGALILEO（衛星数30台）、中国が開発の北斗（BDS、衛星数55台）がグローバルの衛星測位サービスを提供することができます。
（日本が開発したQZSSやインドが開発したIRNSSなどは限定された地域の衛星測位サービスを提供することができる）
後発だからの高性能
中国ネット民が語る強みをまとめてみました。大きく3つ。
一つ目の強みは、異なる高さと角度でより安定的なカバーを実現していること。理論的には、全ての時間、全ての場所を、常に6台の衛星がカバーしている。特にアジアエリアはいつも12台の衛星によるカバーが実現てきているそうです。
※他国のグローバル対応の衛星測位システムの中で、中国の「北斗」の衛星数が多い理由は、地表に近いところ（2万キロ）のスペースがすでにアメリカやソ連などに先に占められていて、より遠く（2.15万キロと3.58万キロ）に衛星を配置する必要があったからだそうです。
また、後発が故に、最初から3つの周波数帯を使ってます。GPSは初期は2つの周波数帯を使っていましたが、最近は3つの周波数帯の使用で安定性を高めているとのこと。
さらに、他の衛星測位システムにないショートメッセージ発信機能は、北斗システム特有の機能だと言われてます。衛星間の双方向発信によって、海や森など電波のないところでも120文字の発信ができます。この機能が四川大震災の時に大活躍したそうです。
他に面白いのは、中国はアメリカのGPSのように世界範囲で地球上に施設を建設できないため（世界規模で正確に測位することを実現するためには衛星だけではなく地上の設備も必要とされてきた）、北斗は衛星間の通信によってそれぞれの衛星の位置と離れている距離がわかることを実現していること。
「星间链路通信」と言いますが、簡単に言うとそれぞれの衛星が時間合わせで距離を測ること。
この技術により、地面の施設が全ての機能が失ってもシステムが動けるのです。（中国はいろんな国や大陸に設備置けなそうだからな...）
もちろん、現状はアメリカやロシアの方が衛星技術は発展しています。例えば、ハードの面だと「原子時計」の技術がアメリカに及ばないことで正確性がかなり劣っていて、中国はその誤差を減らすためにソフトの面での開発に力入れてるそうです。この20年間の開発でグローバルサービスができるようになったばかりで、今後まだまだ開発を続けていくのでしょう。
今回衛星測位システムについての報道をたくさん見たり、初めて調べてみたのですが、とっても奥が深く面白いですね。そして中国の宇宙開発への意気込みと勢いがすごいです。先行しているアメリカやロシアに追いつく日が来るのか楽しみです。
（参考資料）
https://www.zhihu.com/question/46261185
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