日本の高精度衛星測位「みちびき」7機体制完成へ! 新型衛星バスの話題も

三菱電機は12月1日、同社の鎌倉製作所にて、準天頂衛星「みちびき7号機」を報道公開した。同日、打ち上げ日も2026年2月1日と発表されたが、この衛星が軌道上に配備されることで、みちびきの7機体制が完成。アジア・オセアニアの地域限定ではあるものの、GPSなど他国のシステムに頼らず、日本だけで衛星測位ができるようになる。

公開された「みちびき7号機」。ダイナミックに傾けた状態で披露された

ついに日本単独での衛星測位が実現!

準天頂衛星システムは、内閣府が整備を進めている衛星測位システムだ。それを構成する衛星が「みちびき」シリーズで、現在、軌道上で5機が運用中。今後、5号機が12月7日に打ち上げ予定で、今回公開された7号機は、その次の打ち上げとなる(6号機は5号機よりも前、2月2日に打ち上げ済み)。

準天頂衛星システムの号機と軌道はちょっとややこしい。名前の通り、実際に準天頂軌道で飛行しているのは、初号機(および後継機)、2号機、4号機、5号機のみ。3号機と6号機は静止軌道だし、7号機はほんの少し(3度)だけ傾斜角をつけた"準"静止軌道という、珍しい軌道を採用している。

みちびきシリーズの整理をしやすいのがこの一覧表。初号機はすでに後継機が打ち上げられているため、7号機は8機目となる (C)三菱電機

衛星測位は米国のGPSなどでおなじみだが、地上でユーザーが位置を正確に知るためには、4機以上の衛星が見えている必要がある。これまで、みちびき単独では測位はできず、GPSなどと組み合わせなければならなかったが、7機体制になれば、準天頂軌道4機のいずれか1機が日本のほぼ真上にいて、静止軌道付近の3機と組み合わせることで、みちびき単独での測位が可能となる。

衛星の軌道は、右下の図が分かりやすい。準天頂軌道の4機は、8の字を描くように飛行し、日本上空を入れ替わりながら飛行する (C)三菱電機

衛星測位は、すでに一般の生活にも深く関わっており、社会の基盤を支える重要なインフラとなっている。それを他国のシステムに依存して良いのか、という懸念は以前からあり、7機体制の整備が決定。内閣府宇宙開発戦略推進事務局準天頂衛星システム戦略室の三上健治室長は、「衛星測位分野で独立を果たすことになる」と、その意義を語る。

内閣府宇宙開発戦略推進事務局準天頂衛星システム戦略室の三上健治室長

しかし、7号機の打ち上げで実現するこの7機体制では、まだ最低限の機数がそろっただけであり、もし1機でも故障などで使えなくなると、また単独での測位が不可能になってしまう。それを避けるため、バックアップも含めた、よりロバストなシステムとして、現在、将来の11機体制への拡張が検討されているところだ。

将来の11機体制では、東西に準天頂軌道の衛星を4機追加することが考えられている。8の字が3つになる (C)内閣府

スマホでの測位精度も向上させるASNAV

5〜7号機の3機は同時期に開発された兄弟機であり、開発費は合計1,000億円(打ち上げは含まず)。この新世代機の大きな特徴は、宇宙航空研究開発機構(JAXA)が開発した「高精度測位システム」(ASNAV)を搭載することだ。

「高精度測位システム」(ASNAV)の概要。測位の精度を大幅に向上できる (C)JAXA

みちびきは、GPS互換信号のほか、独自の補強情報も送信しており、cm級の高精度測位をすでに実現しているが、それを利用するには専用の受信機が必要。サイズや電力の制約が大きく、スマホなどへの搭載は難しかった。それに対し、ASNAVは、スマホなどが利用する通常の衛星測位機能を高精度化するというものである。

そのために、ASNAVでは衛星間(ISR)、および衛星/地上間(PRECT)の距離を計測するためのシステムを搭載する。これにより、衛星の位置と時刻をより正確に特定することが可能になり、その結果、ユーザー側の測位精度が向上するというわけだ。

衛星間測距システム(ISR)の仕組み。横方向からの測距を加えることで、誤差範囲を狭める (C)JAXA

こちらは衛星/地上間測距システム(PRECT)。双方向で計測を行うことで、時計誤差をキャンセルできる (C)JAXA

PRECTは、3機すべてに搭載。一方ISRは、準天頂軌道の5号機には送信/受信機能が搭載されるが、静止軌道の6号機と準静止軌道の7号機は、受信機能のみとなる違いがある。これは、ほかの静止衛星との周波数干渉を避けるためで、そのため、この3機だと、5号機〜6号機間と、5号機〜7号機間のみの測距が行われることになる。

5〜7号機の比較。ISRの送信機能を持つのは5号機のみと、細かな違いがある (C)JAXA

現状、測位精度は5〜10m程度とされているが、今後、7機すべてのみちびきにASNAVを搭載すれば、精度は1mにまで向上する見込み。それを実現できるのは、既存の衛星もリプレースするタイミングとなるが、最初に導入する5〜7号機の3機が運用されるだけでも、「精度は1.6mくらいになる見込み」(JAXAの松本暁洋プロマネ)だという。

7号機の打ち上げ後、3年をかけて、オフラインで検証を進め、地上システムに組み込んでから、提供を開始する計画。つまり、ユーザーが精度向上を実感できるようになるのは、2029年頃からとなりそうだ。

JAXAの松本暁洋・ASNAVプロジェクトマネージャ

新バスがデュアルローンチの切り札に?

みちびきは初号機からすべて、三菱電機の衛星バス「DS2000」を採用している。前述のように、5〜7号機は兄弟機であり、外観はよく似ているのだが、この3機はASNAVの追加などによって、ミッション重量や電力が増加。重量増は打ち上げロケットがH3になったことで問題はなく、電力増は太陽電池セルの発電効率を上げて対応した。

三菱電機宇宙システム事業部の市川卓事業部長

この3機の中でも、特に6号機は静止軌道、7号機は準静止軌道ということでよく似ているが、7号機の方が少しだけ重量が増えている(ドライ時で約1.7トン→約1.8トン)。この違いは、7号機にのみ、「メッセージ通信ペイロード」が追加されているだめだ。

7号機のコンフィギュレーション。左下にあるお皿がメッセージ通信ペイロードのアンテナだ (C)三菱電機

ただ、今回公開された7号機は、輸送のため、このメッセージ通信ペイロードの大きなアンテナは取り外された状態。しかも、報道陣の撮影位置からは見えない機体の裏側だったため、6号機との違いは非常に分かりにくい。ISRの2つのアンテナが、6号機は東側、7号機は西側に配置されているので、そのあたりが見分けるポイントになる。

左が今回(2025年12月)公開された7号機、右は2024年11月公開の6号機(7号機は筆者撮影、6号機は編集部撮影)

赤丸で囲った2つがISRのアンテナ。東寄りの軌道に配備される7号機では、西側を向いている

みちびきは今後、日本の重要なインフラとして、11機体制への拡張を目指すほか、既存の衛星についても、寿命が来たらその都度リプレースしなければならないため、継続的に大きな予算が必要となる。そこで、コスト削減の切り札として期待されるのが、現在研究開発が進められている新型の衛星バス「DS-FleX」である。

これまでのDS2000では、1回の打ち上げで1機しか搭載することができなかったが、薄型化するDS-FleXならば、フェアリング内に2機を並べられる。衛星の容積が減るため、当然ながら搭載できる推進剤の量も減るのだが、それは推進系を化学推進から電気推進に変更すれば、必要な量が5分の1になるので問題はない。