衛星搭載用小型GNSS スマートアンテナの開発

海老沼拓史
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Preface – ESAのQB50やNASAのEDSNなど，CubeSatに代表される超小型衛星のミッションは，大型衛星では例のない数十機以上の衛星からなるswarmがひとつのトレンドとなりつつある．Swarmは小型・低コストである超小型衛星の特徴が生きるプリケーションである一方，これほどの衛星を一度に運用するためには，衛星に高度な自律化が求められる．衛星の自律化において，その位置情報に加えて精密な時刻を提供できるGNSS受信機は，キーコンポーネントのひとつである．しかし，現在利用可能な宇宙機向けの受信機は，コストや性能面などで，超小型衛星に最適化されているとは言えない．
　そこで，本研究では，最新の車載用GNSS受信機アーキテクチャをベースに，超小型衛星での利用に最適化した受信機の開発を行った．本受信機モジュールは，17mm×22mmの切手サイズで，消費電力も150mWと，無理なくCubeSatに搭載することが可能である．さらに，この小型受信機モジュールをGNSSアンテナと一体化させた衛星搭載用のスマートアンテナを開発した．これにより，ユーザはRFケーブルなどの配線を気にすることなく，スマートアンテナを衛星表面に設置するだけで，GNSS受信機の位置・時刻情報にアクセスすることが可能となる．
　本稿では，低軌道における超小型衛星のダイナミクスを考慮したGNSS受信機ファームウェアの最適化に加えて，GNSS信号シミュレータと用いた性能試験結果について報告する．