コスパス・サーサットの全て(プレゼンテーション)

コスパス・サーサット
Cospas-Sarsat
(国際的な衛星支援・捜索救助システム)
海上保安庁
1
コスパス・サーサット・システムとは
• 遭難した船舶、航空機、または陸上移動体
に備え付けられた発信機(ビーコン)が発
射する遭難警報(アラート)の位置を人工
衛星により検出し、それらを関係する最寄
の国等の救助機関等に迅速に配信するた
めの国際的なシステム
2
名称由来
• コスパス(COSPAS:ロシア語)
• Cosmicheskaya Systyema Poiska Aariynyich
Sudov (衛星による遭難船捜索システム)
• サーサット(SARSAT:英語)
• Search And Rescue Satellite Aided Tracking
Cospas-Sarsat takes the “search” out of
Search & Rescue
3
システム概念図
406MHz
海外MCC
EPIRB(非常用位置指示無線標識)=船の遭難警報発信機(参考:航空用は「ELT」(航空機用救命無線機)という。)
LUT(地上受信局)=衛星からの電波を受信する設備(横浜)
MCC(業務管理センター)=遭難警報データを関係機関に配信する機関(霞ヶ関本庁)
RCC(救難調整本部)=救助活動の調整を行う機関(管区海上保安本部、羽田RCC等)
4
コスパス・サーサット衛星=低軌道(LEOSAR)衛星6機、静止軌道(GEOSAR)衛星6機(平成17年6月現在)
歴史1
• 1979年:米国、ソ連、フランス、カナダの
関係機関が覚書に署名し、構築を開始
• 1982年:最初の衛星、打ち上げ
• 1984年:米国(海洋大気庁(NOAA))、ソ
連(海事省)、フランス(国立宇宙研究所(C
NES))、カナダ(国防省)が第2次覚書に
署名
• 1985年:正式に運用開始を宣言
5
歴史2-国際機関の設立
• 1988年:米、ソ、仏、加が「国際的なコスパス・
サーサット計画協定」に署名、国際機関「コスパ
ス・サーサット」(事務局:ロンドン)を設置
• 1993年:日本が、「国際的なコスパス・サーサッ
ト計画との地上部分提供国としての提携に関す
る通告の書簡」(平成5年条約第四号)を国際海
事機関(IMO)事務局長に寄託、正式に地上部
分提供国となる。(日本では海上保安庁が設備
を構築し、責任機関として登録された。)
6
関連国際条約
• 国際的なコスパス・サーサット計画協定(米露仏
加)
• 国際的なコスパス・サーサット計画との地上部分
提供国としての提携に関する通告の書簡【平成5年
条約第四号】(日本)
• 海上人命安全条約(SOLAS条約)
• 船舶へのビーコン(406MHz EPIRB)搭載義務付け
• 国際民間航空条約(ICAO条約)
• 航空機へのビーコン(406MHz ELT)搭載義務付け
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国際的なコスパス・サーサット計画協定
(平成18年6月30日現在)
A) 締約国:4カ国(米・露・仏・加)
 宇宙部分及び地上部分を提供
B) 地上部分提供国:日本など24カ国
•
(阿、亜、豪、伯、チリ、中、印、インドネシア、伊、日、韓、NZ、ナイジェリア、諾、パキスタン、ペルー、サウジアラビア、
新、南ア、西、タイ、英、越、トルコ)
 LUTやMCCを提供
C) 利用国:9カ国
•
(デンマーク、独、希、マダガスカル、蘭、スウェーデン、スイス、チュニジア、ポーランド)
 遭難警報情報の利用のみ
D) 地上部分提供機関:2機関(香港、台湾(ITDC))
 LUTやMCCを提供する地上部分提供国以外の機関


上記を総称して「参加国等」(Participants)と呼ぶ。B)、C),D)となるためには、定型の
「通告の書簡」をIMOまたはICAO事務局長に寄託しなければならない。
参加国等には様々な権利・義務が発生。例えば






責任機関を指定する義務 (日本は海保)
理事会の合意事項に従う義務
各種の会合に出席する義務
分担金を支払う義務
コスパス・サーサット衛星システムを利用する権利
各種の会合に対して文書を提出し、議題を提案する権利
8
各国の責任機関
締約国: 米国(NOAA(海洋大気庁)),ロシア(国営企業モルシビアスプートニク(運輸省))
フランス(CNES(国立宇宙研究センター)、カナダ(NSS(国家捜索救助事務局))
通告の書簡を寄託した国の責任機関(英語名称へのリンク)
IMO事務局長寄託国
ICAO事務局長寄託国
オーストラリア(海上安全庁)
韓国(海洋警察庁)
アルジェリア(国防省)
タイ(航空局)
中国(海上安全庁)
シンガポール(航空局)
アルゼンチン(衛星警報機関)
デンマーク(航空局)
インドネシア(捜索救助庁)
南アフリカ(海上安全庁)
ブラジル(航空局)
ドイツ(海事局)
日本(海上保安庁)
スペイン(宇宙研究機関)
チリ(空軍)
マダガスカル(捜索救助調整
センター)
ノルウェー(内務省)
英国(沿岸警備庁)
インド(宇宙研究機関)
スウェーデン(救助庁)
ナイジェリア(緊急事態庁)
ベトナム(海事通信会社)
イタリア(人民保護局)
スイス(航空局)
パキスタン(宇宙研究機関)
ギリシャ(海事局)
ニュージーランド(航空局)
チュニジア(外務省)
ペルー(沿岸警備庁)
オランダ(運輸省)
サウジアラビア(航空局)
トルコ(運輸省)
ポーランド(航空局)
9
コスパス・サーサット事務局
• 所在地:モントリオール
• 事務局長:ダニエル・レベスケ氏(フランス人)
• 事務局職員:専門職員等8名(含、局長)
10
国際会議
• 理事会(Cospas-Sarsat Council〔CSC〕):
閉鎖理事会:毎年4月及び毎年10月(3日間)
公開理事会:毎年10月(4日間)
最高意思決定機関であり、技術基準の改正や財務に関する事項などを審議する。
• 閉鎖理事会(CLD):締約国(米、仏、加、露)のみ出席可
• 公開理事会(OPN):全ての参加国、オブザーバー等が出席可
• 10月の理事会は、CLDを水~金に開催し、週末を挟んで翌週の月
~木にOPNを開催するのが通例
• 合同委員会(Joint Committee〔JC〕):毎年6月(6日間)
各種の技術的問題を検討し、理事会に対して対策を提案する。
• 作業部会(Task Group〔TG〕):毎年3月頃(約1週間)
特定の議題を絞り込んで、集中的に検討し、理事会に対して対策を提案する。
11
関係国内法
• 電波法
− 施行規則
− 無線設備規則
− 無線機器型式検定規則
• 船舶安全法
−
−
−
−
船舶救命設備規則
小型船舶安全規則
小型漁船安全規則
船舶等型式承認規則
• 航空法
− 施行規則
12
発信機(ビーコン)の種類
• 船舶用: 非常用位置指示無線標識
• (EPIRB:Emergency Position
Indicating Radio Beacon)
• 航空機用: 航空機用救命無線機
• (ELT:Emergency Locator
Transmitter)
• 陸上移動体用: 救命用携帯無線機
• (PLB:Personal Locator Beacon)
13
ビーコンの例
EPIRB
PLB
ELT
14
ビーコンの電波
• 406MHz波
• 主として船舶用EPIRBが使用している周波数。
• デジタル化された次の内容を含む。
• 国番号、固有ID、発信機の種類、位置(GPS等が内臓されている場合のみ)等
•
• 約50秒に一度電波を発射
121.5MHz波
• PLBや航空機のELTがこれまで使用していた周波数。
• 連続波であり、デジタル化された情報は含まれない。
• 406MHzビーコンにも搭載されており、406MHz波が発射されていない時に連
続電波を発射。(捜索救助航空機の誘導「ホーミング」用(注))
− (注)捜索救助航空機は、121.5MHzの方向探知機により、電波の発射源を捜索する。
•
• 衛星による121.5MHzの処理は、2009年2月1日をもって停止される。
243MHz波
• 海外の軍のビーコンがこれまで使用していた周波数。
• 連続波であり、デジタル化された情報は含まれない。
• 衛星による処理は、121.5MHzと共に、2009年2月1日をもって停止される。
15
121.5MHz/243MHz波の問題
• コスパス・サーサット衛星は、406MHz波だけでなく、121.5MHz
や243MHzの連続波もキャッチし、その位置を測定するが、121.
5MHzにおける通話(121.5MHzは航空用の呼出周波数である)
などビーコン以外からの発射などもキャッチし、測位してしまうため、
ビーコンなのか、その他の発射なのか識別できない。
• ID情報が入力されていないので、発射した本人に対して、真の遭難
なのか、誤発射なのか確認できない。
• 以上のような状況から、この周波数における誤発射率は、99.9%
を越え、捜索救助活動に重大な支障を起こしてきた。
• このため、コスパス・サーサット衛星によるこれらの周波数の処理を
2009年2月1日から停止することをコスパス・サーサット理事会が
決定。
• これらの周波数を使用していたELTやPLBは、406MHz波を搭載
するビーコンに移行しなければならない。
16
406MHzビーコンのコーディング
• 406MHzビーコンには、次のような情報が
入力されている。(コーディング)
ビーコンの種類(EPIRBか、ELTか、PLBか、等)
国番号(ITUが定める3桁のMIDと呼ばれる番号。日本は、431または432。)
ID情報(船の場合は、「海上移動業務識別番号(MMSI)」(ITUが定める船ごとの
固有番号)、「コールサイン」、「連続番号」。航空機の場合は、「航空機登録番号(T/
N)」、 「ICAO番号」、「運航者毎連続番号(AOD)」、 「ビーコン連続番号」 等。国ごと
に規制が異なる。)
位置情報(「エンコード位置」という。)
(注:ビーコンにGPSなどの測位システムが内蔵されている場合に限る。)
17
衛星システムの概要
• 初期の頃は、地上約1,000kmにて地球の極
軌道を周回する低軌道衛星システム(LEOSA
R)により構成
• 1996年より、地上約36,000Kmの赤道上に
静止する静止軌道衛星システム(GEOSAR)も
構築
• 2005年から、地上約20,000kmにて地球を
周回する中軌道衛星システム(MEOSAR)の構
築も開始。
18
低軌道衛星システム(LEOSAR)
• 高度:約1,000Km
• 衛星の数(平成18年7月21日現在)
• サーサット衛星(米仏加)
• コスパス衛星(露)
5機
2機
– (注:サーサット衛星は、米国海洋大気庁(NOAA)
によって打ち上げられた多目的衛星であり、気象衛
星としての機能も有している。)
19
静止軌道衛星システム(GEOSAR)
• 高度:約36,000Km
• 衛星の数(平成18年7月21日現在)
• GOES衛星(米)
• MSG衛星(EU)
• INSAT衛星(インド)
3機
1機
1機
– (注:上記の衛星は、それぞれ多目的衛星であり、G
OESやMSGは気象衛星、INSATは通信・放送衛
星としての機能も持っている。)
20
衛星イメージ(LEO,GEO)
21
中軌道衛星システム(MEOSAR)
• 高度:約20,000Km
• 衛星の数(打上予定数)
• GPS衛星(米)【DASS】
24機
• ガリレオ衛星(EU)【SAR/Galileo】 27機
• グローナス衛星(露)【SAR/Glonass】
24機
• 特徴:これまでのLEOSARとGEOSARは、ビー
コンから陸方向への片方向通信であったが、ME
OSARでは、陸からビーコンへの通信も可能とな
る。
– (注:これらのシステムは、2005年より徐々に打上及び実
験を開始し、2012年までに完成することを目標にしてい
る。)
22
衛星イメージ(MEO)
23
遭難位置検出の原理
• LEOSARシステム
• ビーコンから発射された電波のドップラー効果を測定し、ビーコン
の位置を計算する。(レピータモード(SARR)及びプロッセッサー
モード(SARP)がある。詳細後述。)
• GEOSARシステム
• ビーコンに内臓されたGPS等の位置データ(「エンコード位置」と
いう。)を衛星が中継するのみ。
• MEOSARシステム
• 4つの衛星に到着するビーコンからの電波の時間差を測定する
TDOA(Time Difference of Arrival)と4つの衛星に到着
するビーコンからの周波数差を測定するFDOA(Frequency
Difference of Arrival)の2つが使用される予定である。
24
ドップラー効果による測位原理
(LEOSAR)
図1
図2
(Time of Closest Approach: 最接近時刻)
• ビーコンからの電波を衛
星で受信すると、図1のよ
うに周波数が変化
• この変化を測定すると
ビーコンからの距離が判
明。
• 最接近時刻(TCA)の衛
星位置から、ビーコン位
置は、AまたはBと判明。
• AまたはBのどちらが、真
の位置かは、次に飛来す
る異なる軌道の衛星が通
過した時に判定。
25
SARRとSARP(LEOSAR)
• Search and Rescue Repeater(SARR)
• レピータ(中継器)。ビーコンからの電波を単純に中継し、地上受
信局(LUT)に向け、1544.5MHzに変換して送信する機能。位
置の計算は、全て地上で実施する。
• ビーコンとLUTが、衛星からの視界内に同時に存在する必要あ
り。(ローカルモードのみ)
• Search and Rescue Processor(SARP)
• サープと読む。ビーコンの位置計算を部分的に衛星内で処理し
た後、LUTに向け、 1544.5MHzにて送信する機能。
• 衛星内のメモリーに蓄積して、継続的にLUTに送信していくグ
ローバルモードと、衛星からの視界内に同時に存在するLUTに
送信するローカルモードとがある。
26
LEOSAR ローカルモード
カバーエリア
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
ALGIERS,ALGERIA
OUARGLA, ALGERIA
PARANA, ARGENTINA
RIO GRANDE, ARGENTINA
ALBANY, AUSTRALIA
BUNDABERG, AUSTRALIA
BRASILIA,BRAZIL
RECIFE,BRAZIL
CHURCHILL, CANADA
EDMONTON, CANADA
GOOSE BAY, CANADA
EASTER ISLAND, CHILE
PUNTA ARENAS, CHILE
SANTIAGO, CHILE
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
BEIJING, CHINA
HONG KONG, CHINA
TOULOUSE, FRANCE
BANGALORE, INDIA
LUCKNOW, INDIA
JAKARTA, INDONESIA
BARI, ITALY
KEELUNG, ITDC
YOKOHAMA, JAPAN
DAEJEON, KOREA
WELLINGTON, NZ
ABUJA,NIGERIA
TROMSOE, NORWAY
SPITZBERGEN, NORWAY
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
41
LAHORE, PAKISTAN
CALLAO, PERU
ARKHANGELSK, RUSSIA
NAKHODKA, RUSSIA
JEDDAH, SAUDI ARABIA
SINGAPORE
CAPE TOWN, SOUTH AFRICA
MASPALOMAS, SPAIN
COMBE MARTIN, UK
ALASKA, USA
CALIFORNIA, USA
GUAM
HAWAII, USA
TEXAS, USA
FLORIDA, USA
27
Status of LEOSAR Payload Instruments
(Last Updated 21 July 2006)
Satellite
Repeater Instruments
SARP
121.5 MHz
243 MHz
406 MHz
Global
Local
Sarsat-6
F
F
F
NO
NO
Sarsat-7
F
L
F
F
F
Sarsat-8
L
NO
F
F
F
Sarsat-9
F
F
F
F
F
Sarsat-10
F
F
F
F
F
Cospas-4
NO
NA
NO
NO
Cospas-9
F
NA
NO
NO
F: Fully Operational
NO: Not Operational
L: Limited Operations
NA: Not Applicable
UT: Under Test
TBD: To Be Determined
28
Status of GEOSAR Payload Instruments
(Last Updated 21 June 2006)
Satellite
Status
GOES 9 (160° E)
F
GOES-East (75° W)
F
GOES-West (135° W)
F
INSAT 3A (93.5° E)
L
MSG-1 (3.4° W)
F
MSG-2 (6.5 ° W)
Commissioning
F: Fully Operational
NO: Not Operational
L: Limited Operations
NA: Not Applicable
UT: Under Test
TBD: To Be Determined
29
GEOSAR カバーエリア
30
各衛星システムのメリット・デメリット
• LEOSAR(低軌道衛星)
• 長所:
• GPS等が内臓されていないビーコンの位置も計算する。
• 全地球上で測位可能である。
• 短所:
•
• 衛星が飛来するまでに最悪2時間近くかかることがある。
GEOSAR(静止軌道衛星)
• 長所:
• 北極・南極を除き、ビーコン上空に常に衛星が存在するため、即時にデータが伝達される。
• 短所:
•
• ビーコンにGPS等が内臓されている必要がある。
• 北極・南極がカバーできない。
MEOSAR(中軌道衛星)
• 長所:
•
•
•
•
GPS等が内臓されていないビーコンの位置も計算する。
全地球上で測位可能である。
ビーコン上空に常に衛星が存在するため、即時にデータが伝達される。
陸→ビーコンへ簡単なメッセージの送信が可能である。
31
地上設備
• LUT(地上受信局):衛星からの電波を受信
• 使用する衛星システム毎に次の種類がある。
• LEOLUT(低軌道衛星用のもの) → 日本は横浜
• GEOLUT(静止軌道衛星用のもの)
• MEOLUT(将来構築される中軌道衛星用のもの)
• MCC(業務管理センター):データを配信
→ 日本は霞ヶ関の海上保安庁本庁内
• RCC(救難調整本部):救助活動を調整
→ 日本は各管区海上保安本部(11ヶ所)、羽田RCC(航空機事故時のRCC)
LUT:Local User Terminal
Coordination Center
MCC:Mission Control Center
RCC:Rescue
(注)SPOC(Search & Rescue Point of Contact)と用語が使用されることがあるが、M
RCC(Maritime RCC)やARCC(Aeronautical RCC)等を総称して、このように呼ぶ。
32
LUT(横浜)
33
MCC(東京・霞ヶ関)
34
地上ネットワーク概要
• 基幹間通信:世界6カ所(日本、米、露、豪、
仏、西)に設置された基幹MCC間でデータ
を交換
• 地域内通信:各基幹MCCと担当する地域
内のMCC(日本の場合:韓、中、越、台、
香港)との間でデータを交換
35
地上ネットワーク図
ARMCC
アルゼンチン
CMCC
カナダ
PEMCC
CHMCC
チリ
BRMCC
ペルー
ブラジル
NMCC
ノルウェー
UKMCC
韓国
KOMCC
英国
USMCC
香港
ベトナム
ITMCC
米国
HKMCC
FMCC
VNMCC
TAMCC
中国
CNMCC
TRMCC
トルコ
JAMCC
日本
台湾
イタリア
フランス
SPMCC
スペイン
NIMCC
AUMCC
ナイジェリア
CMC
オーストラリア
ロシア
ALMCC
アルジェリア
南アフリカ
ASMCC
サウジアラビア
シンガポール
インド
タイ
SAMCC
SIMCC
IDMCC
THMCC
パキスタン
PAMCC
インド
INMCC
36
MCCs
37
船舶保安警報(SSAS)
• SSAS:Ship Security Alert System
• 船舶がテロ等に遭遇したことを船籍国の治安機
関などに通報するシステム
 IMOにてSOLAS条約が改正され、定められた船舶
には、2004年7月から搭載が義務付けられた。
• コスパス・サーサット・システムにおいても配信ソ
フトウェアを修正し、船籍国だけに通報を配信す
る仕組みを整備し、SSAS用ビーコンに対応。
 (注)SSAS用ビーコンは、普通のEPIRBとは、全く別
のもの。
38
今後の衛星打上計画(米国)
LEOSAR衛星(米国、カナダ、フランス合同)
• サーサット11号(METOP-A)
2006年6月
• サーサット12号(NOAA-N´)
2007年12月
• サーサット13号(NPOESS)
2009年11月
• サーサット14号(METOP-B)
2010年6月
GEOSAR衛星
• GOES-O
2007年4月
• GOES-P
2008年10月
• GOES-R
2012年9月
• GOES-S
2014年4月
MEOSAR衛星
• GPSブロックⅡーR(Sバンド) 9機 2002年~2005年
• GPSブロックⅡーF(Sバンド) 12機 2006年~2011年
• GPSブロックⅢ(Lバンド)
24機 2012年~2019年
39
今後の衛星打上計画(ロシア)
LEOSAR衛星
• コスパス11号
• コスパス12号
GEOSAR衛星
• Electro-L
• Luch-M-1
MEOSAR衛星
• グローナスK 10機
14機
2006年
2007年
2007年4~6月
2009年
2006年~2010年
2011年~2019年
40
今後の衛星打上計画(EU)
MEOSAR衛星
• ガリレオ 27機
2004年~2009年
41
今後の衛星打上計画(インド)
GEOSAR衛星
• INSAT-3D
2007年1~3月
42
主要な関係リンク
• コスパス・サーサット事務局
(http://www.cospas-sarsat.org/)
• 米国NOAA(海洋大気庁)SARSAT
(http://www.sarsat.noaa.gov/)
• フランスCNES(国立宇宙研究センター)
(http://www.cnes.fr/html/_455_461_1406_.php)
• ロシアRISDE(宇宙技術研究所)
(http://rniikp.ru/en/abilities/cospas.html)
• カナダNSS(国家捜索救助事務局)
(http://www.nss.gc.ca/site/cospas-sarsat/index_e.asp)
43
関係国際機関
• 国際海事機関(IMO)
(http://www.imo.org/home.asp)
• 国際民間航空機関(ICAO)
(http://www.icao.int/)
• 国際電気通信連合(ITU)
(http://www.itu.int/ITU-R/)
44
問い合わせ
• お問い合わせは、下記まで。
海上保安庁
総務部情報通信企画課
専門官
電話:03-3591-9700(直通)
警備救難部管理課運用司令センター
衛星情報解析運用官
電話:03-3591-6106(直通)
E-Mail: [email protected]
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