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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-22
(45)【発行日】2023-06-30
(54)【発明の名称】高精度データをブロードキャストするための衛星
(51)【国際特許分類】
G01S 19/02 20100101AFI20230623BHJP
G01S 19/08 20100101ALI20230623BHJP
G01S 19/14 20100101ALI20230623BHJP
G01S 19/40 20100101ALI20230623BHJP
B64G 1/10 20060101ALI20230623BHJP
【ＦＩ】
G01S19/02
G01S19/08
G01S19/14
G01S19/40
B64G1/10 200
B64G1/10 600
【請求項の数】
38
(21)【出願番号】P 2021569900
(86)(22)【出願日】2020-03-09
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-29
(86)【国際出願番号】 US2020021687
(87)【国際公開番号】W WO2020251635
(87)【国際公開日】2020-12-17
【審査請求日】2022-02-25
(31)【優先権主張番号】62/853,398
(32)【優先日】2019-05-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/804,961
(32)【優先日】2020-02-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】521510936
【氏名又は名称】ホナ スペース システムズ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000659
【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】リード，タイラー ジェラルド ルネ
(72)【発明者】
【氏名】ガニング，カズマ
(72)【発明者】
【氏名】パーキンス，エイドリアン ルイス ヘンリー
(72)【発明者】
【氏名】ニーシュ，アンドリュー マイケル
【審査官】藤田 都志行
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３３２０７２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１０－５０６１３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０９００１７６３（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｓ １９／００－１９／５５
Ｇ０１Ｃ ２１／２６－２１／３６
Ｂ６４Ｇ １／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
地球の周りの地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機であって、前記第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記全地球測位受信機の受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、全地球測位受信機と、
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信するように構成され、かつ電波掩蔽データを伝送するようにさらに構成された、バックホール送受信機であって、前記補正データが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた軌道補正データおよびタイミング補正データを含む、バックホール送受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの前記衛星間通信に基づいて、前記電波掩蔽データを生成することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記補正データにさらに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、を含み、前記航法メッセージが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた前記軌道補正データおよび前記タイミング補正データをさらに含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にし、前記第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
【請求項2】
クロック信号を生成するように構成された非原子時計をさらに備え、前記タイミング信号が、前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記タイミング補正データにさらに基づいて、前記クロック信号を調整することによって、生成される、請求項１に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項3】
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ衛星と、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの２つ以上と、の間の一対多伝送を含む、請求項１に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項4】
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションが、衛星の全地球測位システム、準天頂衛星システム、北斗衛星導航系統、ガリレオ測位システム、ロシアの全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、またはインドの地域航法衛星システム、のうちの少なくとも１つと関連付けられている、請求項１に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項5】
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された前記航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項6】
地球の周りの地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ地球の周りの前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備え、
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信するように構成されたバックホール送受信機をさらに備え、
前記ＬＥＯ衛星の前記軌道位置を前記判定することが、前記補正データにさらに基づく、ＬＥＯ衛星。
【請求項7】
前記バックホール送受信機が、地球の周りの静止軌道上のバックホール通信衛星、または地上の送信機、のうちの１つから前記補正データを受信するように構成されている、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項8】
前記動作が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの前記衛星間通信に基づいて、電波掩蔽データを生成することと、
前記バックホール送受信機を介して前記電波掩蔽データを伝送することと、を含む、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項9】
前記補正データが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた軌道補正データおよびタイミング補正データを含む、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項10】
前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、を含み、前記航法メッセージが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた前記軌道補正データおよび前記タイミング補正データ、をさらに含む、請求項９に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項11】
クロック信号を生成するように構成された非原子時計をさらに備え、前記タイミング信号が、前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記タイミング補正データにさらに基づいて、前記クロック信号を調整することによって、生成される、請求項１０に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項12】
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションが、衛星の全地球測位システム、準天頂衛星システム、北斗衛星導航系統、ガリレオ測位システム、ロシアの全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、またはインドの地域航法衛星システム、のうちの少なくとも１つと関連付けられている、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項13】
前記航法メッセージが、地球の周りの非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含み、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが、前記補正データを前記第２のシグナリングに適用することによって、前記クライアントデバイスの前記向上した位置を判定する、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項14】
前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、をさらに含み、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが、前記タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、にさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの前記向上した位置を判定する、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項15】
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つを介して受信された前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含み、前記ＬＥＯ衛星の前記軌道位置を前記判定することが、前記補正データにさらに基づく、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項16】
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された前記航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項17】
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ衛星と、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの２つ以上と、の間の一対多伝送を含む、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項18】
前記第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記全地球測位受信機の受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項19】
前記第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、請求項６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項20】
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記非ＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、タイミング信号、および前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データと、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記非ＬＥＯ航法衛星のうちの前記１つと関連付けられた前記誤差条件を示す警告信号と、を含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記非ＬＥＯ航法衛星のうちの前記１つからのシグナリングを除外しながら、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
【請求項21】
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記衛星間通信に基づいて、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、タイミング信号、および前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データと、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた前記誤差条件を示す警告信号と、を含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記１つからのシグナリングを除外しながら、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
【請求項22】
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機であって、前記第１のシグナリングが、原子時計に基づいて生成された少なくとも１つの第１のタイミング信号を含む、全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
クロック信号を生成するように構成された非原子時計と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データにさらに基づいて、前記クロック信号を調整することによって、第２のタイミング信号を生成することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、前記第２のタイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星の前記軌道位置と、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データと、を含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
【請求項23】
モバイルデバイスであって、全地球測位受信機であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
固定された場所にある少なくとも１つの地上のＧＰＳ局から第２のシグナリングを受信することと、を行うように構成された、全地球測位受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記補正された第１のシグナリング、前記第２のシグナリング、および前記航法メッセージに基づいて、前記モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、モバイルデバイス。
【請求項24】
方法であって、地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
固定された場所にある少なくとも１つの地上のＧＰＳ局から第２のシグナリングを受信することと、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記補正された第１のシグナリング、前記第２のシグナリング、および前記航法メッセージに基づいて、モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、を含む、方法。
【請求項25】
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
バックホール送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの前記衛星間通信に基づいて、電波掩蔽データを生成することであって、前記電波掩蔽データが、電離層および対流圏と関連付けられた大気条件を示す、生成することと、
バックホール送受信機を介して前記電波掩蔽データを伝送することと、
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信することであって、前記補正データが、部分的に前記電波掩蔽データに基づいて生成される、受信することと、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
【請求項26】
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
伝送／受信ステータスに従って、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記ＬＥＯ衛星と前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものとの間の前記衛星間通信の前記伝送／受信ステータスを判定することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
【請求項27】
前記ＬＥＯ衛星と前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものとの間の前記衛星間通信の前記伝送／受信ステータスが、前記ＬＥＯ衛星のメモリ使用量、前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のもののメモリ使用量、前記ＬＥＯ衛星とバックホール受信機との間の距離、前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記少なくとも１つの他のものと前記バックホール受信機との間の距離、前記ＬＥＯ衛星のバッテリ残量、前記ＬＥＯ衛星の前記バッテリ残量と前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記少なくとも１つの他のもののバッテリ残量との差、前記ＬＥＯ衛星がより多くの電力を生成することができる推定時間、前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記少なくとも１つの他のものがより多くの電力を生成することができる推定時間、または電波掩蔽に基づいて生成された大気条件を示す大気データ、のうちの少なくとも１つに基づいて判定される、請求項２６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項28】
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された前記航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む、請求項２６に記載のＬＥＯ衛星。
【請求項29】
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように、かつ前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信するように構成された、少なくとも１つの送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
【請求項30】
モバイルデバイスであって、受信機であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星のセットから、航法信号のセットを受信することであって、前記航法信号のセットの各々が、前記ＬＥＯ衛星のセットの対応する１つによって、前記ＬＥＯ衛星のセットのうちの前記対応する１つが、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信すること、
前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信すること、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記１つのＬＥＯ衛星の軌道位置を判定すること、および
前記軌道位置に基づいて、前記航法信号のセットの前記各々を生成すること、に基づいて伝送される、受信すること、を行うように構成された受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記航法信号のセットに基づくタイミングデータ、または前記航法信号のセットに基づく前記モバイルデバイスの位置、のうちの少なくとも１つを生成することを含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、モバイルデバイス。
【請求項31】
前記航法信号のセットが、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも４つのＬＥＯ衛星のセットから受信される、請求項３０に記載のモバイルデバイス。
【請求項32】
方法であって、地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星のセットから、航法信号のセットを受信することであって、前記航法信号のセットの各々が、前記ＬＥＯ衛星のセットの対応する１つによって、前記ＬＥＯ衛星のセットのうちの前記対応する１つが、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信すること、
前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信すること、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記１つのＬＥＯ衛星の軌道位置を判定すること、および
前記軌道位置に基づいて、前記航法信号のセットの前記各々を生成すること、に基づいて伝送される、受信することと、
前記航法信号のセットに基づくタイミングデータ、または前記航法信号のセットに基づく位置、のうちの少なくとも１つを生成することと、を含む、方法。
【請求項33】
前記航法信号のセットが、暗号化を伴う前記ＬＥＯ衛星のセットによって生成され、前記位置は、前記航法信号のセットが暗号化を伴って生成されることに基づいて、暗号化を伴うセキュアな位置の解として実装される、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
方法であって、地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法信号を受信することであって、前記航法信号が、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法信号および前記補正された第１のシグナリングに基づいて、向上したタイミングデータを生成することと、を含む、方法。
【請求項35】
クライアントデバイスであって、少なくとも１つの受信機であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法信号を受信することであって、前記航法信号が、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、を行うように構成された、少なくとも１つの受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法信号および前記補正された第１のシグナリングに基づいて、向上したタイミングデータを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、クライアントデバイス。
【請求項36】
前記クライアントデバイスが、既知の静的位置を有し、前記動作が、前記向上したタイミングデータおよび前記クライアントデバイスの前記既知の静的位置に基づいて、新しい航法信号を生成することと、
少なくとも１つの他のクライアントデバイスによる受信のために前記新しい航法信号を伝送することであって、前記新しい航法信号は、前記少なくとも１つの他のクライアントデバイスが前記少なくとも１つの他のクライアントデバイスの位置を判定することを容易にする、伝送することと、をさらに含む、請求項３５に記載のクライアントデバイス。
【請求項37】
前記少なくとも１つの他のクライアントデバイスが、少なくとも１つのモバイルデバイスまたは少なくとも１つの車両を含む、請求項３６に記載のクライアントデバイス。
【請求項38】
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように、かつ前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信するように構成された、少なくとも１つの送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の状態データを判定することと、
前記状態データに基づいて、航法信号を生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法信号を少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法信号は、前記航法信号に基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが向上した状態データまたは向上したタイミングデータ、のうちの少なくとも１つを判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
連邦政府後援の研究または開発に関する声明
該当なし。
該当なし。
【0002】
コンパクトディスクで提出された資料の参照による組み込み
該当なし。
該当なし。
【背景技術】
【0003】
本発明は、概して、衛星システムに関し、より具体的には、全地球航法衛星システムおよび電波掩蔽に関する。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1】様々な実施形態による衛星コンステレーションシステムの実施形態の概略ブロック図。
【図2】様々な実施形態による衛星コンステレーションシステムによって利用される様々な通信リンクを例示する概略ブロック図。
【図3A】様々な実施形態による衛星の概略ブロック図。
【図3B】様々な実施形態による衛星処理システムの概略ブロック図。
【図3C】様々な実施形態による衛星の図解図。
【図3D】様々な実施形態による衛星の図解図。
【図4】様々な実施形態による電波掩蔽を実行するために利用される衛星コンステレーションシステムの概略ブロック図。
【図5A】様々な実施形態による衛星処理システムによって実行される状態推定器フローの例を示すフローチャート図。
【図5B】様々な実施形態による、衛星処理システムによって実行される航法メッセージ生成フローの例を例示するフローチャート図。
【図5C】様々な実施形態による衛星処理システムによって実行されるブロードキャストフローの例を例示するフローチャート図。
【図6】様々な実施形態による衛星処理システムによる自己監視のプロセスを描示する説明図。
【図7A】様々な実施形態による近隣監視を実行するために利用される衛星の概略ブロック図。
【図7B】様々な実施形態による軌道平面の説明図。
【図7C】様々な実施形態による近隣監視を実行するために利用される衛星の概略ブロック図。
【図8A】様々な実施形態による様々なクライアントデバイスによる衛星コンステレーションシステムの利用を例示する概略ブロック図。
【図8B】様々な実施形態による様々なクライアントデバイスによる衛星コンステレーションシステムの利用を例示する概略ブロック図。
【図8C】様々な実施形態による様々なクライアントデバイスによる衛星コンステレーションシステムの利用を例示する概略ブロック図。
【図8D】様々な実施形態による様々なクライアントデバイスによる衛星コンステレーションシステムの利用を例示する概略ブロック図。
【図8E】様々な実施形態による様々なクライアントデバイスによる衛星コンステレーションシステムの利用を例示する概略ブロック図。
【図8F】様々な実施形態による様々なクライアントデバイスによる衛星コンステレーションシステムの利用を例示する概略ブロック図。
【図9A】様々な実施形態による例示的なクライアントデバイスを例示する概略ブロック図。
【図9B】様々な実施形態による例示的なクライアントデバイスを例示する概略ブロック図。
【図9C】様々な実施形態による方法の例を例示するフローチャート図。
【図9D】様々な実施形態による方法の例を例示するフローチャート図。
【図10】様々な実施形態による自己監視を実行する方法の例の論理図。
【図11】本発明による近隣監視を実行する方法の例の論理図。
【図12】様々な実施形態による状態推定を実行する方法の例の論理図。
【図13A】様々な実施形態による様々な衛星コンステレーションおよびアンテナビーム幅調整の説明図。
【図13B】様々な実施形態による様々なアンテナビームステアリング調整の説明図。
【図14】様々な実施形態によるＧＰＳ反射計測の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0005】
図１は、衛星コンステレーションシステム１００の実施形態を例示している。衛星コンステレーションシステム１００は、特化された専用の衛星、標準的な衛星バス上の専用のペイロード、および／または別の衛星ネットワークのホストされたペイロードまたはサービス、の組み合わせを介して実装され得る複数の衛星１１０を含むことができる。これらの衛星バスおよび航法コンポーネントは、商用オフザシェルフ（ＣＯＴＳ）コンポーネントを利用し、ＣｕｂｅＳａｔおよび他の標準的なバスアーキテクチャと互換性があり得る。いくつかの実施形態では、衛星コンステレーションシステム１００の複数の衛星１１０のうちのいくつかまたはすべては、地球低軌道（ＬＥＯ）に従って軌道を回り、「ＬＥＯ衛星」と呼ばれ得る。代替的に、第１の衛星コンステレーションのいくつかまたはすべての衛星が、地球中軌道（ＭＥＯ）、および／または静止軌道（ＧＥＯ）に従って軌道を回ることができる。衛星コンステレーションシステム１００は、セキュアな精密な位置および時刻の転送サービスならびに／または大気条件および環境条件の監視を提供するように動作可能である。
【0006】
衛星１１０のうちのいくつかまたはすべては、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）コンステレーション１２０のＧＮＳＳ衛星１３０から信号１３２を受信することができる。信号１３２は、例えば、精密な測位、航法、およびタイミングのために使用され得る、時計情報ならびにアルマナック情報およびエフェメリス情報を含む測距信号を含む。ＧＮＳＳコンステレーション１２０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）衛星コンステレーション、準天頂衛星システム、北斗衛星導航系統、ガリレオ測位システム、ロシアの全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、インドの地域航法衛星システム、および／または航法サービスに利用される任意の他の衛星コンステレーション、のうちの１つ以上を利用することによって実装され得る。いくつかの実施形態では、ＧＮＳＳコンステレーション１２０の複数のＧＮＳＳ衛星１３０のうちのいくつかまたはすべては、ＭＥＯに従って軌道を回ることができ、かつ／または複数のＧＮＳＳ衛星１３０のうちのいくつかまたはすべては、別様に、衛星コンステレーションシステム１００の衛星１１０から別の外側軌道で軌道を回ることができる。いずれの場合も、衛星１１０がＬＥＯ衛星である場合、ＧＮＳＳ衛星は、「非ＬＥＯ衛星」と呼ばれ得る。
【0007】
衛星１１０のうちのいくつかまたはすべては、１つ以上のバックホール衛星１５０に信号を送信することができ、かつ／または１つ以上のバックホール衛星１５０から信号を受信することができる。バックホール衛星１５０は、衛星１５０が衛星１１０からデータを伝送し、かつ／または受信することが可能であれば、（ＬＥＯ）、（ＭＥＯ）、および／または（ＧＥＯ）などの任意の軌道上の衛星を利用することによって、実装され得る。いくつかの実施形態では、バックホール衛星コンステレーション１４０は、衛星１１０と双方向に通信するように動作可能な複数のバックホール衛星１５０を含むことができる。様々な実施形態では、１つ以上のバックホール衛星は、衛星１１０への通信におけるタイミング基準を伝送するための原子時計を含む。
【0008】
様々な実施形態では、１つ以上のバックホール衛星１５０は、例えば、衛星１１０の航法機能が、セキュアな精密な位置および時刻の転送サービスならびに／または大気条件および環境条件の監視を提供することが有用でなくなる程度まで低下すると、専用ベースで、この機能を割り当てられた衛星１１０のうちの１つ以上を介して、選択的に実装され得る。さらに、１つ以上の衛星１１０に、例えば図３Ｂのリソース割り当てと併せて後で考察されるように、衛星１１０の軌道上の位置、現在の利用率、衛星１１０のバッテリ容量および／または他の状態もしくは条件などの、衛星１１０の状態に基づいて、または別様に、バックホール衛星の役割を割り当てることができる。
【0009】
衛星コンステレーションシステム１００は、衛星識別ならびに精密測位および航法のためのタイミングデータおよびオーバーレイデータを含むことができる、暗号化されたおよび／または暗号化されていない航法メッセージ、大気のおよび／または他の信号の、宇宙ベースのブロードキャストを通じて、航法サービスを提供するように動作可能であり得る。このデータは、（ｉ）精密衛星システムおよびＧＮＳＳコンステレーションの両方の精密な軌道および時計データ、（ｉｉ）気象予測のために、衛星１１０の制御のために、および／またはさらなる軌道または時計データの補正のために、現在の気象状態を判定するために使用される大気データ、モデルおよび／または他の大気監視データ、（ｉｉｉ）暗号鍵管理を含む暗号パラメータ、（ｉｖ）バックホール衛星１５０、衛星コンステレーションシステム１００、ＧＮＳＳ衛星１３０および／またはＧＮＳＳ衛星１３０のコンステレーションに関する完全性情報、ならびに（ｖ）衛星１１０と地上および／または本明細書で考察される他のタイプのデータの間の情報（状態、条件、健全性、ならびに他の指令および制御情報など）を渡すための一般的なメッセージを含むことができるが、これらに限定されない。このデータは、（ｉ）地上の監視局からの測定値と、（ｉｉ）衛星コンステレーションシステム１００によってその場で取得されるＧＮＳＳ測定値と、のいくつかの組み合わせに基づいて導出され得る。（ｉｉ）の場合、ＧＮＳＳ衛星の精密な軌道データは、宇宙ベースのバックホール通信を介して衛星コンステレーションシステム１００にアップロードされ、地上リンクの必要性を低減することができるが、地上リンクおよび衛星間リンクも使用され得る。これにより、軌道上の自律的な軌道位置および時計判定が可能になる。
【0010】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、ＧＮＳＳと、衛星コンステレーションシステム１００の衛星１１０自体によるあるブロードキャストを含む機会の他の信号と、のある組み合わせを通じて、電波掩蔽（ＲＯ）によって大気データを収集するように動作可能であり得る。衛星コンステレーションシステム１００によって利用されるＧＮＳＳよりも高いブロードキャスト電力は、大気へのより深い浸透を可能にし、空間的および時間的な更新の両方の観点で、より高い忠実度の電離層および対流圏のモデルを生成するための処理を可能にする。これらの高密度モデルは、（ｉ）地上での、または衛星１１０でのその場の気象予測モデルのためのデータ、および（ｉｉ）衛星コンステレーションシステム１００および標準的なＧＮＳＳの両方による精密航法で使用するための局所的、地域的および／または全地球的な電離層および対流圏の補正の構築などの、複数の目的に役立つことができる。生データまたは処理されたデータは、地上局または宇宙ベースのバックホール通信のある組み合わせによって、地上から衛星コンステレーションシステム１００に返信され得る。
【0011】
ＧＮＳＳ衛星１３０は、大気監視、マッピング、および他の大気データ生成に使用するために、ＧＮＳＳ電波掩蔽のための信号を衛星１１０に提供することができる。これらの測定値は、図２と併せてさらに詳細に考察されるように、順に、通信リンクの組み合わせを通して地上に送信され得る。地上とのこの接続を通して、ＧＮＳＳ衛星１３０の正確な軌道および時計を衛星コンステレーションシステム１００にアップロードすることができる。この軌道および時計データを、ＧＮＳＳからの測定値、他の補正データ、搭載されたセンサ、および／または他の情報とともに使用して、衛星１１０上で軌道および時計判定を自律的に実行することができる。大気モデルを、電離層および対流圏における信号遅延を示し、かつ／または現在の気象状態、予測気象モデル、または他の大気データを含む気象データを示して生成することができ、バックホールおよび／または衛星間通信に含まれ、かつ衛星１１０の軌道位置の判定をさらに強化するために衛星１１０によって使用される、地球上の精密航法で使用するための精密な軌道および時計データとともにブロードキャストすることができる。大気データは、大気監視の一環として生成されたデータ生成物の一部としての、地上で作成された補正を含むことができる。代替的または追加的に、これらの大気データおよび補正は、１つ以上の衛星によってその場で自律的に作成することができ、データは、衛星コンステレーションシステム１００の衛星間で共有され、例えば、１つ以上の衛星１１０上でのエッジコンピューティングを使用して、局所的、地域的、または全地球的な大気モデルおよび／または気象モデルを作成する。
【0012】
少なくとも１つのクライアントデバイス１６０は、少なくとも１つの衛星１１０によって伝送された信号を受信するように構成された受信機を含むことができる。受信機を、衛星１１０から直接信号を受信するように構成することができ、かつ／または地上局から、サーバシステムから、および／または有線および／もしくは無線ネットワークを介して、この情報を受信するように構成することができる。クライアントデバイス１６０は、クライアントデバイス１６０が衛星１１０によって伝送された信号を処理して、信号から、大気モデル、精密な軌道データ、時計データ、および／または他のデータを抽出することを可能にする、クライアントデバイス１６０の少なくとも１つのプロセッサによる実行用の動作命令を記憶する、少なくとも１つのメモリを含むことができる。クライアントデバイス１６０は、信号および／またはこのデータを処理して、クライアントデバイス１６０の正確な位置（すなわち、ＧＮＳＳシステムによって提供される通常の測位と比較して、より正確な「向上した位置」）および／または正確な時刻を計算するように動作可能であり得る。この正確な位置および／または正確な時刻を、クライアントデバイス１６０によってさらに処理することができ、かつ／またはクライアントデバイス１６０によって、測位、航法、および／もしくはタイミングのために、ならびに／もしくは別様に本明細書で考察されるアプリケーションの範囲のうちの１つ以上と併せてクライアントデバイス１６０の機能を実行するために、別様に利用することができる。クライアントデバイス１６０は、クライアントデバイスの表示デバイスを介して、クライアントデバイス１６０のユーザによるレビューのために、少なくとも１つの衛星１１０から受信された大気モデル、精密な軌道データ、および／または時計データの一部またはすべてを表示するように動作可能であり得る。
【0013】
代替的または追加的に、衛星１１０から受信された信号を利用して生成された、この正確な位置および／または他のデータを、クライアントデバイス１６０の送信機を介して、サーバシステムまたは他のコンピューティングデバイスに、例えばネットワーク２５０を介して、伝送することができる。例えば、このサーバシステムおよび／または他のコンピューティングデバイスを、クライアントデバイス１６０の追跡を担い、かつ／またはクライアントデバイス１６０のセキュアな性能を監視することを担うエンティティと関連付けることができる。したがって、１つ以上のクライアントデバイス１６０から受信されたこの情報の記憶、処理、および／または表示を、サーバシステムおよび／または他のコンピューティングデバイスによって、例えばその独自の少なくとも１つのプロセッサおよび／または少なくとも１つのメモリを介して、容易にすることができる。
【0014】
クライアントデバイス１６０は、地上のデバイス、地球表面付近のデバイス、大気内のデバイス、および／または他の宇宙ベースのシステムを含むことができ、それら内に実装され得、および／またはそれらによって別様に利用され得る。クライアントデバイス１６０は、モバイルデバイス、セルラデバイス、ウェアラブルデバイス、車、飛行機、ヘリコプタ、ボート、無人航空機（ＵＡＶ）などの自律型車両もしくは高度自動化車両もしくは他の車両、インフラストラクチャ上またはインフラストラクチャ内に設置された固定デバイス、ならびに／または大気モデル、精密な軌道データ、および／もしくは時計データを受信し、かつ／もしくは利用するように動作可能な他のコンピューティングデバイスを含むことができ、それら内に実装され得、かつ／またはそれらによって別様に利用され得る。
【0015】
ＬＥＯ衛星１１０は、地球までの距離を短縮し、ＧＮＳＳと比較したより大きい信号電力との組み合わせで、クライアントデバイス１６０にはるかに強力な信号を提供する。ＬＥＯの軌道周期の短縮は、より高速な信号収束をさらに提供する。ＬＥＯ衛星１１０は、本明細書にさらに記載されるように、多くの機能、特徴、およびそれらの組み合わせを含む、多くの追加の技術的改善および利点を含む。
【0016】
図２は、衛星コンステレーションシステム１００を介した様々なデータの通信の実施形態を例示している。精密航法信号および／または環境監視を生成する衛星コンステレーションシステム１００のタスクの一部として、データは、地上局２００および／もしくは２０１と衛星１１０との間、衛星コンステレーションシステム１００の衛星１１０と宇宙の他の衛星との間、ならびに／または衛星コンステレーションシステム１００の一部として衛星１１０に関心のあるデータを受信もしくは伝送することができる任意の組み合わせのエンティティの間で、転送され得る。
【0017】
この転送は、衛星コンステレーションシステム１００の複数のノードを介して容易にされ得る。本明細書で使用されるように、衛星コンステレーションシステム１００のノードは、本明細書で考察されるように、衛星コンステレーションシステム１００によって伝達されるメッセージまたは他のデータを生成し、受信し、伝送し、修正し、記憶し、かつ／または中継する任意のデバイスに対応し得る。衛星コンステレーションシステム１００のノードは、１つ以上の衛星１１０、１つ以上の地上局２００および／もしくは２０１、１つ以上のバックホール衛星１５０、ならびに／または衛星コンステレーションシステム１００の動作内のメッセージに含まれる情報を利用するように動作可能であり、かつ／もしくはユーザへのメッセージに含まれる情報を表示するように動作可能である１つ以上のクライアントデバイスを含むことができる。
【0018】
衛星コンステレーションシステム１００のノード間で伝達されるデータは、エンドユーザデバイスまたはエンドユーザシステムによる正確な位置の決定を可能にするためのデータを含む航法メッセージ、衛星コンステレーションシステム１００のＧＮＳＳ衛星および／または他の衛星の正確な軌道および時計データを含む精密単独測位（ＰＰＰ）補正メッセージ、補正できる航法信号の精度に影響を及ぼす温度、湿度、および／または他の大気パラメータを含む大気補正メッセージ、衛星の物理的方向および／もしくは姿勢、衛星状態管理、ならびに／または衛星１１０の種々の伝送の有効化および／もしくは無効化のための、指令および制御情報を含む指令および制御メッセージ、（軌道判定モジュールの一部として）航法フィルタを増強することができる地上ベースおよび／もしくは外部の宇宙ベースの測定値を含む測定メッセージ、衛星１１０の信号健全性、バッテリ使用量、発電、メモリ使用量、および／またはステータス情報を提供する他の情報に関する情報を含むステータスメッセージ、任意の一般的な暗号化スキームの更新とともに暗号鍵の更新を提供する情報を含む暗号メッセージ、ＧＮＳＳ衛星および／もしくはコンステレーションの健全性情報、各衛星および／もしくは各コンステレーションの推定される性能、ならびに／または他のＧＮＳＳ衛星および／もしくはコンステレーションに関連する他の情報を含む、コンステレーション監視メッセージ、ならびに／またはユーザ、地上セグメント、コンステレーションの他の衛星、もしくは通信のための任意の他の所望の開始点および／もしくは終了点を対象とする、衛星１１０におよび／もしくは衛星１１０から伝送され得る情報を含む他のメッセージを含むが、これらに限定されない、多くの異なるメッセージタイプから構成され得る。
【0019】
これらのメッセージタイプのうちのいくつかまたはすべてを、図２に例示されるような伝送されるデータに含めることができる。これらのメッセージタイプのうちのいくつかまたはすべてを、衛星１１０によって伝送し、かつ／もしくは衛星１１０によって受信することができ、かつ／または衛星１１０上で生成することができ、かつ／もしくは、例えば地上で、別のエンティティによって生成し、かつ／もしくは、例えばネットワーク２５０を介して、地上局２００および／もしくは２０１によって受信することができる。
【0020】
データは、暗号化されたおよび／もしくは暗号化されない様態で、ならびに／または暗号化されたおよび／もしくは暗号化されない様態の任意の組み合わせで、これらのリンクの任意のリンク、もしくはこれらのリンクの任意の組み合わせを介して伝送され、かつ／または受信され得る。暗号化を、メッセージレベルで実行することができ、１つ以上の個々のメッセージが、例えば別個に、暗号化される。代替的または追加的に、暗号化を、データストリームレベルで実行することができ、同じまたは異なるタイプの１つ以上のメッセージを含むデータストリームは、暗号化される。いくつかの実施形態では、メッセージのすべてを暗号化することができる。代替的に、メッセージのうちのいくつかまたはすべては、暗号化されない。メッセージは、（例えば、衛星間リンクからバックホールへの）リンクの組み合わせを介して伝送され、かつ／もしくは受信され得、メッセージが通信チェーン内のあるノードから別のノードへ向かう際に暗号化状態を変更することができる。衛星コンステレーションシステム１００によって伝送されるデータを暗号化することにより、誰が電波掩蔽（ＲＯ）測定および精密航法を行うために必要なデータを受信することができるかをより制御することが可能になり、データの使用のライセンス付与を可能にする。データ自体を暗号化することに加えて、測距に使用される航法信号の拡散コードを暗号化することもできる。このことにより、衛星コンステレーションシステム１００によって伝送される情報へのアクセスを制御することがさらに可能になる。
【0021】
様々なメッセージの任意の組み合わせを含むことができるデータは、例えば図２に例示されるような衛星コンステレーションシステム１００の任意の組み合わせのノードの間の、任意の組み合わせのリンクに沿って伝送され得る。これらのリンクは、バックホール、衛星間リンク２３０、および／または航法信号２４０などの、異なるタイプのリンクを含むことができる。
【0022】
本明細書で使用される場合、バックホール通信は、衛星１１０とバックホール衛星１５０との間のリンク、および／または衛星１１０と地上局２００との間のリンクに対応する。バックホール通信は、ノードの各々上の伝送および／または受信コンポーネントからなることができる。バックホールダウンリンク２１０を通して示される、衛星１５０に、地上局２００に、および／または衛星１５０を通して地上局２０１に受信されることを目的とする衛星１１０からの通信は、バックホールのダウンリンク部分と称される。図２のバックホールアップリンク２２０として描示されるアップリンク部分は、地上局２００から、および／または地上局２０１から衛星１５０を通して、発信され、衛星コンステレーションシステム１００内の衛星１１０のうちの少なくとも１つによって受信されることを目的とする通信である。
【0023】
バックホールダウンリンク２１０は、１つ以上の特定のタイプのメッセージを伝達するように指定され得る。バックホールダウンリンク２１０は、ＲＯ測定データ、航法メッセージ情報、衛星の各々に関するステータス情報、衛星コンステレーションシステム１００の他の衛星の要求された指令および制御、ならびに／または衛星コンステレーションシステム１００の衛星から別の衛星にまたは地上に送信される他の情報などの情報を伝達することができる。
【0024】
バックホールアップリンク２２０は、１つ以上の特定のタイプのメッセージを伝達するように指定され得る。バックホールアップリンク２２０は、ＰＰＰ補正データ、大気マップデータ、オンボードフィルタリングのための地上ベース測定値、指令および制御データ、衛星コンステレーションシステム１００の他の衛星の航法メッセージデータ、ならびに／または地上または別の衛星のいずれかから衛星コンステレーションシステム１００の衛星に送信される他の情報などの、情報を伝達することができる。
【0025】
衛星間リンク２３０は、衛星コンステレーションシステム１００内の２つ以上の衛星１１０の間のリンクに対応する。これらの衛星間リンクは、伝送が、異なる軌道平面内の衛星ペア間の一対多の専用リンク、および／または同じ軌道平面内の衛星ペア間の専用リンクであるように、全方向リンクであり得る。単一の衛星１１０は、任意の組み合わせのこれらのタイプの衛星間リンクから伝送し、かつ／または受信することが可能であり得る。これらの衛星間リンクは、専用のデータリンクであることも、測距信号が衛星１１０の１８０度以上の全ビーム幅で衛星によってブロードキャストされている場合、測距信号に変調されるデータであることもできる。
【0026】
衛星間リンクは、衛星間で送信されるか、もしくはバックホール接続を有する１つの衛星からバックホール接続を有していない別の衛星に送信されるか、もしくはバックホール接続を有していない１つの衛星からバックホール接続を有する別の衛星に送信されるか、または複数の衛星を通した同じプロセスでの、任意の情報を含むことができる。これは、測距信号に重なり、かつ／または測距信号と組み合わせられ得るか、または、例えば異なる周波数で動作する専用送受信機によって、送信される専用信号であり得る。
【0027】
航法信号２４０は、少なくとも測距信号を含む、衛星１１０から伝送された信号であるが、本明細書で考察される様々なタイプのメッセージまたは他のデータのうちの１つ以上に対応する他のデータを含むこともできる。航法信号２４０は、一対多のブロードキャスト伝送であり得、任意の衛星１１０、地上局２００、地上局２０１、および／または衛星１５０は、航法信号を受信するように装備され得る。
【0028】
衛星１１０によって伝送され、かつ／または受信される任意のデータは、任意の単一のセットのリンク（例えば、バックホールのみ）を通って、および／または任意の組み合わせのリンク（例えば、バックホールからへ衛星間リンクへの）を通って移動することができる。任意のデータを、通信チェーンの特定のノードによって受信する目的で、通信チェーンの任意の数のノード（局または衛星）を通して伝送することもできる。いくつかの実施形態では、補正メッセージなどのデータを、以下の手段のうちの１つ以上を介して、地上から１つ以上の衛星１１０に送信することができる。
・データを、少なくとも１つの地上局２００から軌道上のあらゆる衛星１１０に直接伝送することができる
・データを、少なくとも１つの地上局２００から衛星のサブセット（例えば、各軌道平面内の１つ）に、次いで、比較的低遅延で、かついかなる厳しいポインティング要件も伴わずに、軌道平面内の衛星間通信を通して「並行リンク」を伝って伝送することができる。衛星と軌道平面内のこの衛星の前および／または後の衛星との間の「並行リンク」の衛星間リンク（無線または光学のいずれか）（それらの衛星間の角度がかなり静止したままであるべき配向）。軌道上のこれらの「並行リンク」は、「並行リンク」データの全方向送受信機または操縦可能な送受信機を使用することによって、太陽に対する太陽電池パネルの配向を維持するために必要とされるヨー角の変化などの、種々の飛行手順を通じて維持され得る。軌道平面が極軌道である例示的な構成では、地上局を高緯度に配置することによって、必要とされる地上局の数を最小限にすることができ、地上局は、複数の平面からの衛星を同時に「見る」ことができる。加えて、この例示的な構成について、衛星コンステレーションシステム１００を増大させる際に衛星を軌道平面に配置するシーケンスを最適化して、これらの「並行リンク」が最適に使用されることを確保することができる。
・少なくとも１つの地上局２００および／または地上局２０１から、軌道上の少なくとも１つの中継衛星１５０に、データを伝送することができる。これらの中継衛星は、ＧＥＯ、ＭＥＯ、および／またはＬＥＯの１５０個の通信衛星を含む。次いで、衛星１１０は、地上局２００および／または地上局２０１から受信されたデータを衛星１１０に再伝送する少なくとも１つの衛星１５０からデータを受信することができる。
・衛星コンステレーションシステム１００の衛星１１０間の通信には、専用の衛星間リンクを専用の送受信機とともに使用することができる
・衛星１１０間の通信について、衛星１１０が衛星コンステレーションシステム１００内の別の衛星１１０から航法信号を受信することができる場合、衛星１１０は、データメッセージを、航法信号上で変調しながらデータストリームに追加することができる。衛星がブロードキャスト衛星よりも低い高度にある場合、または衛星が衛星の軌道配置に起因して衛星の伝送に対する見通し線を有する場合、またはブロードキャスト衛星のビーム幅が目標の衛星に到達するのに十分に大きい（例えば、近隣の衛星に対して１８０度以上のビーム幅）場合、衛星は、視野に入り得る。
・データを、少なくとも１つの地上局２００から軌道上のあらゆる衛星１１０に直接伝送することができる
・データを、少なくとも１つの地上局２００から衛星のサブセット（例えば、各軌道平面内の１つ）に、次いで、比較的低遅延で、かついかなる厳しいポインティング要件も伴わずに、軌道平面内の衛星間通信を通して「並行リンク」を伝って伝送することができる。衛星と軌道平面内のこの衛星の前および／または後の衛星との間の「並行リンク」の衛星間リンク（無線または光学のいずれか）（それらの衛星間の角度がかなり静止したままであるべき配向）。軌道上のこれらの「並行リンク」は、「並行リンク」データの全方向送受信機または操縦可能な送受信機を使用することによって、太陽に対する太陽電池パネルの配向を維持するために必要とされるヨー角の変化などの、種々の飛行手順を通じて維持され得る。軌道平面が極軌道である例示的な構成では、地上局を高緯度に配置することによって、必要とされる地上局の数を最小限にすることができ、地上局は、複数の平面からの衛星を同時に「見る」ことができる。加えて、この例示的な構成について、衛星コンステレーションシステム１００を増大させる際に衛星を軌道平面に配置するシーケンスを最適化して、これらの「並行リンク」が最適に使用されることを確保することができる。
・少なくとも１つの地上局２００および／または地上局２０１から、軌道上の少なくとも１つの中継衛星１５０に、データを伝送することができる。これらの中継衛星は、ＧＥＯ、ＭＥＯ、および／またはＬＥＯの１５０個の通信衛星を含む。次いで、衛星１１０は、地上局２００および／または地上局２０１から受信されたデータを衛星１１０に再伝送する少なくとも１つの衛星１５０からデータを受信することができる。
・衛星コンステレーションシステム１００の衛星１１０間の通信には、専用の衛星間リンクを専用の送受信機とともに使用することができる
・衛星１１０間の通信について、衛星１１０が衛星コンステレーションシステム１００内の別の衛星１１０から航法信号を受信することができる場合、衛星１１０は、データメッセージを、航法信号上で変調しながらデータストリームに追加することができる。衛星がブロードキャスト衛星よりも低い高度にある場合、または衛星が衛星の軌道配置に起因して衛星の伝送に対する見通し線を有する場合、またはブロードキャスト衛星のビーム幅が目標の衛星に到達するのに十分に大きい（例えば、近隣の衛星に対して１８０度以上のビーム幅）場合、衛星は、視野に入り得る。
【0029】
地上局２００および／または２０１は、地上局２００および／または２０１の少なくとも１つの通信インターフェースを介して、ネットワーク２５０を介して通信するように構成され得る。ネットワーク２５０は、有線および／または無線通信ネットワークを利用することによって実装され得、セルラネットワーク、インターネット、および／または１つ以上のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）および／またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含むことができる。地上局２００および／または２０１は、少なくとも１つのサーバシステムからデータを伝送および／または受信するように動作可能であり得る。少なくとも１つのサーバシステムは、少なくとも１つのプロセッサおよび／またはメモリを含むことができ、地上局２００および／または２０１によって伝送され、かつ／または受信されたデータの一部またはすべてを生成し、かつ／または記憶するように動作可能であり得る。少なくとも１つのサーバシステムは、衛星コンステレーションシステム１００を担うエンティティと提携することができ、かつ／または地上局２００および／または２０１によって伝送および／または受信されたデータを生成し、かつ／または記憶する気象サービスエンティティおよび／または航法エンティティなどの異なるエンティティと提携することができる。代替的または追加的に、クライアントデバイス１６０は、ネットワーク２５０を介してデータを受信するように動作可能であり得る。
【0030】
図３Ａは、様々な実施形態による衛星の概略ブロック図である。特に、衛星処理システム３００、衛星電源システム３０１、および衛星飛行制御システム３０２を含む衛星１１０の例を提示する。
【0031】
様々な実施形態では、衛星電源システム３０１は、太陽電池、バッテリ、燃料電池もしくは他の化学発電システムのアレイ、および／または、例えば衛星処理システム３００の制御下で動作して、衛星１１０の動作と併せて電力の生成、貯蔵、および使用を管理する電力管理システムを含む。衛星飛行制御システム３０２は、１つ以上の推進システム、姿勢コントローラ、慣性安定装置、ならびに／または、衛星処理システム３００の下で動作して、衛星１１０の軌道位置および／もしくは配向を維持、管理、および別様に調整する１つ以上の他のデバイスを含む。
【0032】
様々な実施形態では、衛星処理システム３００は、データを記憶するメモリ、いくつかのシステムユーティリティを含むオペレーティングシステム、および動作命令を含むアプリケーションおよび／または他のルーチンを含む。衛星処理システム３００は、動作命令を実行して、衛星電源システム３０１、衛星飛行制御システム３０２、オンボード時計、１つ以上のセンサ、１つ以上の送信機、受信機、および／または送受信機、ならびに１つ以上の他のデバイスと併せて、衛星１１０の様々な機能、特徴、および他の動作を実行するように構成された１つ以上のプロセッサをさらに含む。
【0033】
図３Ｂは、衛星処理システム３００の実施形態を提示している。同じまたは異なる衛星処理システム３００を、衛星１１０のうちのいくつかまたはすべてに搭載することができ、本明細書で考察される衛星１１０のうちのいくつかまたはすべての機能を、衛星処理システム３００を介して可能にすることができる。バス３９０は、衛星処理システム３００の様々なコンポーネント間の通信を動作可能に結合し、かつ／または容易にすることができる。特定のバス構成が示されているが、他のバス構成を同様に採用することもできる。
【0034】
衛星処理システム３００は、少なくとも１つのメモリを利用することによって実装され得る少なくとも１つのメモリモジュール３１０を含むことができる。衛星処理システム３００は、１つ以上のプロセッサを利用して実装され得る少なくとも１つの処理モジュール３２０を含むことができる。メモリモジュール３１０は、処理モジュール３２０によって実行されると、本明細書で考察される衛星１１０の機能の一部またはすべてを実行するように衛星処理システム３００を構成する動作命令を記憶することができる。
【0035】
いくつかの実施形態では、処理モジュール３２０を利用して、本明細書で考察される衛星１１０の電波掩蔽機能の一部またはすべてを実行するように動作可能な電波掩蔽モジュール３２１を実装する。代替的または追加的に、処理モジュール３２０を利用して、本明細書で考察されるような衛星１１０の電波掩蔽機能の一部またはすべてを実行するように動作可能な軌道判定モジュール３２２を実装する。代替的または追加的に、処理モジュール３２０を利用して、本明細書で考察されるような衛星１１０の軌道判定機能の一部またはすべてを実行するように動作可能な軌道判定モジュール３２２を実装する。代替的または追加的に、処理モジュール３２０を利用して、本明細書で考察されるような衛星１１０の航法メッセージ生成機能の一部またはすべてを実行するように動作可能な航法メッセージ生成モジュール３２３を実装する。代替的または追加的に、処理モジュール３２０を利用して、本明細書で考察されるような衛星１１０のメッセージスケジューリング機能の一部またはすべてを実行するように動作可能なメッセージスケジューリングモジュール３２４を実装する。代替的または追加的に、処理モジュール３２０を利用して、本明細書で考察されるような衛星１１０のリソース割り当て機能の一部またはすべてを実行するように動作可能なリソース割り当てモジュール３２５を実装する。メモリは、電波掩蔽モジュール３２１、軌道判定モジュール３２２、航法メッセージ生成モジュール３２３、および／またはメッセージスケジューリングモジュール３２４に対応する動作命令を記憶することができ、これらの動作命令が処理モジュール３２０によって実行されると、衛星処理システム３００は、電波掩蔽モジュール３２１、軌道判定モジュール３２２、航法メッセージ生成モジュール３２３、メッセージスケジューリングモジュール３２４、および／またはリソース割り当てモジュール３２５の機能をそれぞれ実行することができる。
【0036】
衛星処理システム３００は、少なくとも１つの星追跡装置３８０、少なくとも１つの慣性測定ユニット（ＩＭＵ）３７０、少なくとも１つの太陽センサ３３３、少なくとも１つの地球地平線センサ３３４、ＧＮＳＳ衛星１３０によって伝送された航法信号を受信するように動作可能な少なくとも１つのＧＮＳＳ受信機３６０、少なくとも１つの時計３６５、および／もしくは他の衛星処理システム３００によって伝送された航法信号２４０を受信するように動作可能な少なくとも１つの衛星受信機３５０、ならびに／または、他のタイプの測定データを収集し、かつ／もしくは他のエンティティによって伝送された信号を受信するように動作可能な任意の他のセンサを含むことができるが、これらに限定されない。これらのセンサによって収集された測定値および／または信号を、処理モジュール３２０を介して処理することができ、かつ／またはメモリモジュール３１０を介して、例えば、一時的なキャッシュに記憶することができる。
【0037】
様々な実施形態では、時計３６５は、温度補償水晶振動子（ＴＣＸＯ）、オーブン制御水晶振動子（ＯＣＸＯ）、または他の非原子時計を介して実装され、これは、例えば、バックホール衛星、地上リンク、または、ＧＮＳＳ衛星１３０のうちの１つ以上、からの通信に含まれる原子時計からのタイミング信号に基づいて調整され、かつ／または安定化される。いくつかの実施形態では、同じ時計３６５が、ＧＮＳＳ受信機および航法信号送信機の両方によって利用される。これにより、ＧＮＳＳ測定値を使用する衛星の推定状態の時計部分がこの時計を反映して、航法信号を生成することが可能になる。代替的に、１つ以上の衛星１１０が、安定した原子時計を介して時計３６５を実装することができる。そのようなシナリオでは、他の衛星１１０の非原子時計は、原子時計を含む衛星１１０からの衛星間通信に含まれるタイミング信号に基づいて調整され、かつ／または安定化され得る。
【0038】
衛星処理システム３００は、１つ以上の他の衛星処理システム３００にデータを伝送し、かつ／もしくはこれらからデータを受信するように動作可能な少なくとも１つの衛星間リンク送受信機３４５、バックホール衛星１５０および／もしくは地上局２００および／もしくは２０１にデータを送信し、かつ／もしくはこれらからデータを受信するように動作可能なバックホール送受信機３４０、ならびに／または、例えば測距信号、ＧＮＳＳ補正データ、航法メッセージおよび／もしくは他の航法信号、電波掩蔽データ、指令および制御データ、および／もしくはデータを含む、信号２４０をブロードキャスし、かつ／もしくは別様に伝送するように動作可能な航法信号送信機３３０を含むことができる。航法信号送信機３３０によって伝送されるデータは、１つ以上のバックホール衛星１５０、１つ以上の地上局２００および／もしくは２０１、他の衛星１１０に搭載された１つ以上の衛星処理システム３００、ならびに／または、１つ以上のクライアントデバイス１６０によって受信され得、クライアントデバイス１６０は、例えば、１つ以上の自動車、タブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、他のコンピュータおよびコンピュータシステム、航法デバイス、デバイスロケーションシステム、気象システム、船舶航法システム、鉄道航法システム、航空機、農業用車両、測量システム、自律型もしくは高度自動化車両３３１、ＵＡＶ３２、および／または本明細書で考察されるような他のクライアントデバイス１６０を含むことができる。
【0039】
少なくとも１つの衛星間リンク送受信機３４５を有する構成が示されているが、代替形態として、航法信号送信機３３０は、固定アンテナビームパターン、または、航法信号２４０の伝送のために地球に向けられたメインローブと、１つ以上の他の衛星の方向の１つ以上のサイドローブと、の両方を含むように動的に調整され得るアンテナビームパターンを有する、送受信機を介して実装され得る。そのような構成により、衛星間通信を、航法信号２４０と統合するか、または航法信号２４０と同時に別様に伝送し、かつ受信することが可能になる。
【0040】
いくつかの実施形態では、いくつかまたはすべての地上局２００および／もしくは２０１は、衛星処理システム３００のコンポーネントのうちのいくつかまたはすべてを含むことができ、かつ／または、本明細書で考察されるような衛星処理システム３００の機能のうちのいくつかまたはすべてを別様に実行することができる。そのような実施形態では、衛星コンステレーションシステム１００は、複数の衛星１１０に加えて１つ以上の地上局２００および／または２０１を含むことができ、地上局２００および／または２０１は、衛星１１０に関して本明細書で考察されるような信号および／またはデータの一部またはすべてを生成し、伝送し、受信し、かつ／または中継することによって、複数の衛星１１０と同じおよび／または同様の方式で衛星コンステレーションシステム１００で通信する追加のノードとして機能する。このようにして、地上局２００および／または２０１のうちのいくつかまたはすべては、複数の衛星１１０のサブセットとして効果的に機能することができ、唯一の相違は、複数の衛星１１０のこのサブセットを構成するこれらの地上局２００および／または２０１が、複数の衛星１１０の残りのもののうちのいくつかまたはすべてがＬＥＯ上で軌道を回っている間に、地上に位置し、かつ／または固定位置で地球の表面上の施設に位置することである。
【0041】
代替的または追加的に、少なくとも１つのバックホール衛星１５０は、同様に、衛星処理システム３００のコンポーネントのうちのいくつかまたはすべてを含むことができ、かつ／または本明細書で考察されるような衛星処理システム３００の機能の一部またはすべてを別様に実行することができる。そのような実施形態では、衛星コンステレーションシステム１００は、複数の衛星１１０に加えて１つ以上のバックホール衛星１５０を含むことができ、バックホール衛星１５０は、衛星１１０に関して本明細書で考察されるような信号および／またはデータの一部またはすべてを生成し、伝送し、受信し、かつ／または中継することによって、複数の衛星１１０と同じおよび／または同様の方式で衛星コンステレーションシステム１００で通信する追加のノードとして機能する。少なくとも１つのバックホール衛星１５０を、複数の衛星１１０のサブセットとみなすことができ、唯一の相違は、少なくとも１つのバックホール衛星１５０が、ＬＥＯよりも外側、かつ／または複数の衛星１１０のうちの他の衛星の軌道よりも外側の軌道に位置することである。
【0042】
代替的または追加的に、本明細書で考察されるような衛星１１０によって伝送されたデータを受信し、かつ利用するように動作可能である少なくとも１つのクライアントデバイス１６０は、同様に、衛星処理システム３００のコンポーネントの一部またはすべてを含むことができ、かつ／または本明細書で考察されるような衛星処理システム３００の機能の一部またはすべてを別様に実行することができる。そのような実施形態では、衛星コンステレーションシステム１００は、複数の衛星１１０に加えて、１つ以上のモバイルコンピューティングデバイス、セルラデバイス、車両、および／または本明細書で考察される他のクライアントデバイス１６０を含むことができる。したがって、これらのタイプのデバイスのうちのいくつかまたはすべては、それらの独自の処理モジュール、メモリモジュール、受信機、送信機、および／またはセンサを利用して、衛星１１０に関して本明細書で考察されるような信号および／またはデータのいくつかまたはすべてを生成し、伝送し、受信し、かつ／または中継することによって、複数の衛星１１０と同じおよび／または同様の方式で衛星コンステレーションシステム１００で通信する追加のノードとして機能することができる。これらのデバイスのうちのいくつかまたはすべてを、複数の衛星１１０のサブセットとみなすことができ、唯一の相違は、これらのデバイスが、ユーザが衛星１１０によって生成かつ／もしくは受信されたデータを観測し、かつ／もしくはこれと対話することを可能にするディスプレイおよび／もしくはインターフェースを含むユーザデバイスであること、これらのデバイスが、クライアントデバイス１６０の機能に関連して、かつ／もしくは本明細書で考察されるアプリケーションのうちのより多くのもののうちの１つに関連して、受信されたデータをさらに後処理するように構成されていること、これらのデバイスが、地球の表面上またはその付近に位置すること、および／またはこれらのデバイスが、複数の衛星１１０のうちの残りの衛星の、ＬＥＯおよび／もしくは他の軌道よりも地球の表面に近い高度に位置することである。
【0043】
いくつかの実施形態では、地上局２００および／もしくは２０１、バックホール衛星１５０、ならびに／またはこれらのクライアントデバイス１６０のうちのいくつかもしくはすべては、ダウンロードのために衛星コンステレーションシステム１００と関連付けられたアプリケーションデータを受信することができる。例えば、アプリケーションデータを、ネットワーク２５０を介して衛星コンステレーションシステム１００と関連付けられたサーバシステムからダウンロードすることができる。代替的または追加的に、アプリケーションデータを、図２と併せて考察されるリンクのうちの１つ以上を介して、ＬＥＯ上で軌道を回る他の衛星１１０を介したダウンロードのために、これらのデバイスのうちのいくつかまたはすべてに伝送することができる。したがって、アプリケーションデータを、衛星１１０によってブロードキャストされた、デバイスの受信機によって受信される信号でのダウンロードのためのデバイスによってダウンロードのために受信することができる。アプリケーションデータは、デバイスのメモリにインストールされ、記憶され得、動作命令を含むことができ、動作命令は、デバイスの処理モジュールによって実行されると、地上局２００および／もしくは２０１、バックホール衛星１５０、ならびに／またはクライアントデバイス１６０に、衛星処理システム３００と同じまたは同様の方式で動作させ、かつ／または本明細書で考察されるような衛星１１０の機能または他の動作の一部またはすべてを別様に実行させる。代替的または追加的に、いくつかまたはすべての地上局２００および／もしくは２０１、バックホール衛星１５０、ならびに／またはクライアントデバイス１６０は、図３Ｂの衛星処理システム３００の処理モジュール３２０、メモリモジュール３１０、および／もしくはセンサ、送信機、受信機、ならびに／または送受信機のうちのいくつかもしくはすべてを実装して、デバイスが本明細書で考察されるような衛星１１０の機能のいくつかもしくはすべてを実行することを可能にするための、追加のハードウェアを装備することができる。
【0044】
以下の例を考慮し、処理モジュール３２０は、タイミング、エフェメリス、およびアルマナックデータを含む航法メッセージで変調され、コード化された測距信号などの航法信号２４０を生成するように構成されている。追加的に、航法メッセージは、例えば、衛星１３０と関連付けられたＰＰＰデータ、指令および制御データ、衛星１３０および他の衛星１１０と関連付けられた完全性データ、ＲＯデータ、現在の気象状態、気象図および／もしくは予測気象モデルを含む大気データまたは気象データ、セキュアな時計データ、暗号化およびセキュリティ情報、航法信号２４０で衛星１１０によって生成または伝送される他のタイプのデータのうちのいずれかを含むことができる。様々な実施形態では、航法信号２４０のデータは、データレートが１ｋｂｉｔｓ／秒を超えるフレームおよびサブフレームでフォーマットされ得るが、他のデータレートを使用することができる。航法信号は、５０Ｗ、１００Ｗ、またはより大きい信号電力、またはより低い電力で、２つ以上の周波数チャネルにおいて生成され得る。
【0045】
処理モジュール３２０の動作は、例えば、（完全性監視に基づいて除外されない）各衛星１３０と関連付けられた、関連付けられた疑似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードを介して信号１３２の測距信号のタイミングでロックインすること、測距信号を復調し、復号化して、受信機の範囲内のＧＮＳＳ衛星１３０から関連付けられた航法メッセージを生成し、抽出すること、バックホールおよび／もしくは衛星間通信を介して受信された補正データ、ならびにバックホールおよび／もしくは衛星間通信を介してローカルに生成され、かつ／もしくは受信された大気データを、ＧＮＳＳ衛星１３０からの航法メッセージからの位置情報およびタイミング情報に適用することをさらに含むことができる。
【0046】
様々な実施形態では、一次電離層遅延は、二重周波数ＧＮＳＳ測定値の組み合わせを使用して軽減される。それ以外の場合、電離層および対流圏の遅延は、ＲＯデータに基づいて生成された大気モデルを使用して補正され得る。さらに、処理モジュール３２０は、拡張カルマンフィルタなどのカルマンフィルタ、または軌道位置、時計誤差、電離層遅延、対流圏遅延、および／もしくはキャリア位相誤差が推定フィルタ状態である他の推定技術を使用することができる。衛星１１０の正確な軌道位置は、衛星１３０の各々の補正された軌道位置およびタイミングに航法方程式を採用する測位計算によって生成され得る。
【0047】
様々な実施形態では、衛星１１０の動作は、例えば、軌道制御、姿勢制御、電力管理および制御、温度制御、電波掩蔽、対流圏モデルの生成および／もしくは維持、電離層モデル、気象モデル、大気データ生成、気象データ生成、軌道判定、航法メッセージスケジューリング、航法メッセージ生成、ＧＰＳ反射計測、センサデータ収集、センサデータ処理、ＧＮＳＳ受信、バックホール伝送および受信、衛星間伝送および受信、ＧＮＳＳ衛星完全性監視、ＬＥＯ衛星完全性監視、セキュアなタイミングの生成および伝送、メモリクリーンアップ、衛星１１０のコンポーネントおよびシステムの健全性ステータス監視、更新の受信、更新の処理、ならびに／または本明細書に記載される他の動作を含む。リソース割り当てモジュール３２５は、地上局からの指令データの受信、メモリ使用量、プロセッサ利用の量、衛星１１０およびバックホール衛星１５０、他の衛星１１０、および／もしくは地上局２００の間の距離、衛星１１０が追加の電力を生成するための軌道位置にあるときの衛星１１０のバッテリ残量、燃料ステータス、衛星１１０の健全性ステータス、大気データ、現在の気象状態を含む気象データ、予測気象モデル、ならびにまたは衛星処理システム３００によって判定される他のステータスもしくは条件に基づいて、衛星１１０の様々な動作を制御するように動作する。
【0048】
リソース割り当てモジュール３２５はまた、高人口密度、低人口密度、海洋、熱帯雨林、山脈、砂漠、または他の地上の条件もしくは特徴に対応する、地球の上方の位置に対する衛星１１０の軌道位置に基づいて、衛星１１０の様々な動作を制御するように動作することができる。リソース割り当てモジュール３２５はまた、衛星コンステレーションシステム１００の１つ以上の他の衛星１１０の軌道位置に対する衛星１１０の軌道位置に基づいて、衛星１１０の様々な動作を制御するように動作することができる。リソース割り当てモジュール３２５はまた、例えば、衛星１１０の数、軌道経路の数、各軌道経路上の衛星の数、オンラインである、オフラインである、衛星コンステレーションシステム１００の様々な衛星１１０の航法信号および／または航法メッセージおよび／または他のステータスを現在生成していない衛星１１０の数および位置、および／または他のステータスを含む、衛星コンステレーションシステム１００の状態に基づいて、衛星１１０の様々な動作を制御するように動作することができる。
【0049】
リソース割り当てモジュール３２５による様々な衛星動作の制御は、動作をいつ有効化または開始するか、動作をいつ無効化または停止するか、および／または秒、分、時間、軌道周期、または日などの期間中の動作の各々に割り当てられた時間の割合を判定することを含むことができる。リソース割り当てモジュール３２５による様々な衛星動作の制御はまた、実行されるように選択された様々な動作に対して、メモリリソース、処理リソース、センサリソース、送信機、受信機、および／または送受信機リソースを選択し、かつ割り当てることを含むことができる。リソース割り当てモジュール３２５による様々な衛星動作の制御はまた、キューサイズ、キャッシュサイズ、および他のメモリパラメータなどのメモリパラメータを選択することを含むことができる。リソース割り当てモジュール３２５による様々な衛星動作の制御はまた、１つ以上の処理速度などの処理パラメータ、または他の処理パラメータを選択することを含むことができる。リソース割り当てモジュール３２５による様々な衛星動作の制御はまた、送信機、受信機、および送受信機のパラメータ、例えば、暗号化パラメータ、データプロトコルパラメータ、伝送電力、伝送ビーム幅、受信ビーム幅、ビームステアリングパラメータ、周波数、使用中のチャネル数、データレート、変調技術、多重アクセス技術、ならびに他の伝送および受信パラメータを選択することを含むことができる。リソース割り当てモジュール３２５による様々な衛星動作の制御はまた、２つの量が互いと対比して好ましいか否かを判定するために使用される様々な閾値を含む、衛星処理システムによって使用される他のパラメータを選択することを含むことができる。
【0050】
衛星１１０の動作について、以下に続く例および実施形態と併せてさらに記載することができる。様々な実施形態では、衛星１１０は、地球の周りのＬＥＯ上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーション１００のＬＥＯ衛星である。ＧＮＳＳ受信機３６０などの全地球測位受信機は、地球の周囲の非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーション１２０の衛星１３０などの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星からのシグナリング１３２などの、第１のシグナリングを受信するように構成されている。衛星間リンク送受信機３４５などの衛星間送受信機は、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星１１０との衛星間通信を送受信するように構成されている。処理モジュール３２０の少なくとも１つのプロセッサは、プロセッサに、第１のシグナリングに基づいてＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる動作命令を実行するように構成されている。航法信号送信機３３０などの航法信号送信機は、航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイス１６０にブロードキャストするように構成されている。航法メッセージは、航法メッセージに基づいて、かつ非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリング１３２にさらに基づいて、これらのクライアントデバイスによる、これらのクライアントデバイスの向上した位置の判定を容易にする。
【0051】
様々な実施形態では、ＬＥＯ衛星はまた、非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信するように構成された、バックホール送受信機３４０などのバックホール送受信機を含み、ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することは、補正データにさらに基づく。バックホール送受信機は、地球の周りの静止軌道上のバックホール通信衛星、または地上の送信機、のうちのいずれかから補正データを受信するように構成され得る。プロセッサの動作は、
【0052】
ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの衛星間通信に基づいて、電波掩蔽データを生成することと、バックホール送受信機を介して電波掩蔽データを伝送することと、をさらに含むことができる。補正データは、非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた軌道補正データおよびタイミング補正データを含むことができる。航法メッセージは、タイミング信号、およびＬＥＯ衛星と関連付けられた軌道位置を含むことができる。航法メッセージは、軌道補正データ、および非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられたタイミング補正データをさらに含むことができる。
【0053】
様々な実施形態では、ＬＥＯ衛星は、クロック信号を生成するように構成された非原子時計をさらに含み、タイミング信号は、第１の信号に基づいて、かつタイミング補正データにさらに基づいて、クロック信号を調整することによって生成される。非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションは、衛星の全地球測位システム、準天頂衛星システム、北斗衛星導航系統、ガリレオ測位システム、ロシアの全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、またはインドの地域航法衛星システム、のうちの少なくとも１つと関連付けられ得る。航法メッセージは、地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含むことができ、少なくとも１つのクライアントデバイスは、補正データを第２のシグナリングに適用することによって、クライアントデバイスの向上した位置を判定する。航法メッセージは、タイミング信号、およびＬＥＯ衛星と関連付けられた軌道位置をさらに含むことができ、少なくとも１つのクライアントデバイスは、タイミング信号、およびＬＥＯ衛星と関連付けられた軌道位置にさらに基づいて、少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定する。
【0054】
様々な実施形態では、衛星間通信は、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つを介して受信された非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含み、ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することは、補正データにさらに基づく。
【0055】
衛星間通信は、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された、衛星１１０の状態推定を行うために必要とされる、航法信号２４０、航法メッセージ、および／または他の状態データ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含むことができる。さらに、衛星間通信は、ＬＥＯ衛星と、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星のうちの２つ以上と、の間の一対多伝送を含むことができる。
【0056】
様々な実施形態では、第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星は、全地球測位受信機の受信範囲内にある非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含むことができるが、航法信号２４０が衛星間通信を介して１つ以上のＬＥＯ衛星から受信されると、より少ない非ＬＥＯ衛星からの信号１３２を使用することができる。第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星は、少なくとも１つのクライアントデバイスの受信範囲内にある非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの３つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含むことができるが、航法信号２４０が少なくとも１つのクライアントデバイスの受信範囲内の２つ以上のＬＥＯ衛星から受信されると、より少ない非ＬＥＯ衛星からの信号１３２を使用することができる。
【0057】
様々な実施形態では、処理モジュール３２０の少なくとも１つのプロセッサは、プロセッサに、第１のシグナリング１３２、および、バックホール送受信機３４０または衛星間リンク送受信機３４５のいずれかを介して受信された補正データに基づいて、ＬＥＯ衛星１１０の軌道位置を判定することと、軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる動作命令を実行するように構成されている。航法信号送信機３３０は、航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイス１６０にブロードキャストするように構成されており、航法メッセージは、航法メッセージに基づいて少なくとも１つのクライアントデバイスが少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする。
【0058】
様々な実施形態では、処理モジュール３２０の少なくとも１つのプロセッサは、プロセッサに、第１のシグナリング１３２に基づいて非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの非ＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を判定することに基づいて、ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる動作命令を実行するように構成されており、航法メッセージは、タイミング信号、およびＬＥＯ衛星と関連付けられた軌道位置、非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データ、ならびに非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの非ＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を示す警告信号を含む完全性監視データを含む。航法信号送信機は、航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成されており、航法メッセージは、航法メッセージに基づいて、かつ非ＬＥＯ航法衛星のうちの１つからの信号を除外しながら、地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、クライアントデバイスが少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする。さらに、衛星１１０自体は、衛星１１０の軌道位置を計算するときに、非ＬＥＯ航法衛星のうちの上記の１つからの信号を除外することができる。
【0059】
非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの非ＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を示す警告信号および／または完全性監視データはまた、衛星間および／またはバックホール通信を介して他のＬＥＯ衛星１１０および／または１つ以上の地上局と共有され得る。このことにより、他の衛星１１０は、他の衛星１１０の軌道位置を計算する際に、非ＬＥＯ航法衛星のうちの１つからの信号を除外することが可能になる。このことによりまた、他の衛星１１０は、不完全な衛星を示す完全性監視データを他の衛星１１０自体の航法メッセージに含めることが可能になる。
【0060】
様々な実施形態では、処理モジュール３２０の少なくとも１つのプロセッサは、プロセッサに、第１のシグナリングに基づいてＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、衛星間通信に基づいて、非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を判定することと、軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる動作命令を実行するように構成されており、航法メッセージは、タイミング信号、およびＬＥＯ衛星と関連付けられた軌道位置、非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データ、ならびにＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を示す警告信号を含む。航法信号送信機は、航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成されており、航法メッセージは、航法メッセージに基づいて、かつ地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、例えば少なくとも１つのクライアントデバイスが他のＬＥＯ航法衛星のうちの１つからのシグナリングを除外しながら、少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする。
【0061】
ＬＥＯ衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を示す警告信号および／または完全性監視データはまた、衛星間および／またはバックホール通信を介して他のＬＥＯ衛星１１０および／または１つ以上の地上局と共有され得る。このことにより、他の衛星１１０は、不完全な衛星を示す完全性監視データを他の衛星１１０自体の航法メッセージに含めることが可能になる。前述の完全性監視動作は、その場で衛星１１０によって実行されていると記載されているが、他の実施形態では、不完全なＬＥＯ衛星または非ＬＥＯ衛星の検出を伴う完全性監視活動は、代わりに、１つ以上の地上局によって実行され得、結果として生じる完全性監視データは、バックホール通信と衛星間通信との組み合わせを介して衛星１１０と共有され得ることに留意されたい。さらに、不完全なＬＥＯまたは非ＬＥＯ衛星の検出を伴う完全性監視の機能は、航法信号２４０の生成を責務とせず、生成のために構成されず、かつ／または生成が可能ではない特定の衛星１１０に専用ベースで割り当てられ得る。
【0062】
様々な実施形態では、処理モジュール３２０の少なくとも１つのプロセッサは、プロセッサに、第１のシグナリングに基づいて第１の現在時刻におけるＬＥＯ衛星の第１の軌道位置を判定することと、第１の現在時刻から第１の時間窓内で関連付けられた複数の第１の後続の時刻についてのＬＥＯ衛星の複数の第１の軌道位置推定値を生成することと、曲線フィッティング技術に基づいて、第１の複数の後続の時刻についてのＬＥＯ衛星の第１の現在時刻および第１の複数の軌道位置推定値での第１の軌道位置を示す第１の航法メッセージを生成することと、航法信号送信機を介して、第１の航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストすることと、第１のシグナリングに基づいて、第２の現在時刻におけるＬＥＯ衛星の第２の軌道位置を判定することであって、第２の現在時刻は、第１の時間窓と関連付けられた第１の複数の後続の時刻のうちの１つに対応し、第２の現在時刻は、第１の複数の軌道位置推定値のうちの１つに対応する、判定することと、第２の現在時刻におけるＬＥＯ衛星の第１の軌道位置と、第１の複数の軌道位置推定値の対応する１つと、の差に基づく誤差メトリックを生成することと、を含む命令を実行させる動作命令を実行するように構成されている。誤差メトリックが誤差閾値と比較して好ましくない場合、曲線フィッティング技術に基づいて、第２の現在時刻から関連付けられた第２の複数の後続の時刻についてのＬＥＯ衛星の第２の複数の更新された軌道位置推定値を生成し、第２の現在時刻における第２の軌道位置と、第２の複数の後続の時刻についてのＬＥＯ衛星の第２の複数の軌道位置推定値と、を示す第２の航法メッセージを生成し、航法信号送信機を介して、第２の航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストする。第１の時間窓が、生成された第２の航法メッセージなしに第３の現在時刻において満了する場合、第１のシグナリングに基づいて、第３の現在時刻におけるＬＥＯ衛星の第３の軌道位置を判定し、曲線フィッティング技術に基づいて、第３の現在時刻から第２の時間窓内で関連付けられた第３の複数の後続の時刻についてのＬＥＯ衛星の第３の複数の更新された軌道位置推定値を生成し、第３の現在時刻における第３の軌道位置と、第３の複数の後続の時刻についてのＬＥＯ衛星の第３の複数の軌道位置推定値と、を示す第３の航法メッセージを生成し、航法信号送信機を介して、第３の航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストする。
【0063】
様々な実施形態では、処理モジュール３２０の少なくとも１つのプロセッサは、プロセッサに、第１のシグナリングに基づいてＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、第１のシグナリングに基づいて、かつ非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データにさらに基づいて、クロック信号を調整することによって第２のタイミング信号を生成することと、軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる動作命令を実行するように構成されており、航法メッセージは、第２のタイミング信号、およびＬＥＯ衛星の軌道位置、および非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む。
【0064】
様々な実施形態では、処理モジュール３２０の少なくとも１つのプロセッサは、プロセッサに、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの衛星間通信に基づいて電波掩蔽データを生成することであって、電波掩蔽データは、電離層および対流圏と関連付けられた大気条件を示す、生成することと、バックホール送受信機を介して電波掩蔽データを伝送することと、非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信することであって、補正データは、部分的に電波掩蔽データに基づいて生成される、受信することと、第１のシグナリングおよび補正データに基づいてＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる動作命令を実行するように構成されている。
【0065】
様々な実施形態では、処理モジュール３２０の少なくとも１つのプロセッサは、プロセッサに、ＬＥＯ衛星と、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものと、の間の衛星間通信の伝送／受信状態を判定することと、を含む動作を実行させる動作命令を実行するように構成されている。例えば、ＬＥＯ衛星と、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものと、の間の衛星間通信の伝送／受信ステータスは、ＬＥＯ衛星のメモリ使用量、複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のもののメモリ使用量、ＬＥＯ衛星とバックホール受信機との間の距離、複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものとバックホール受信機との間の距離、ＬＥＯ衛星のバッテリ残量、ＬＥＯ衛星のバッテリ残量と複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のもののバッテリ残量との差、ＬＥＯ衛星がより多くの電力を生成することができる推定時間、複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものがより多くの電力を生成することができる推定時間、または電波掩蔽に基づいて生成された大気条件を示す大気データ、のうちの少なくとも１つに基づいて判定され得る。
【0066】
様々な実施形態では、衛星間通信は、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む。
【0067】
図３Ｃは、様々な実施形態による衛星の図解図である。特に、衛星１１０などの衛星の下方斜視図が提示されている。衛星本体は、ＣｕｂｅＳａｔユニットまたは他の相互接続されたユニットなどの６つの商用オフザシェルフユニットで、モジュール式に構成されている。衛星本体３０８の正面は、第１の太陽センサ３３３－１、第１の衛星間リンク送受信機３４５－１、および星追跡装置３８０を含む。衛星本体３０８の底面は、例えば２つの異なる周波数チャネルに対応する、第１の再帰反射器３３２－１、第１のバックホール送受信機３４０－１、および２つの航法信号送信機３３０を含む。衛星本体の側面は、第２の再帰反射器３３２－２を含む。衛星本体の上部には、衛星に電力を供給するための太陽電池のアレイを支持するために軌道（図示）で使用するために折り畳める展開可能なプレート３０６が取り付けられている。
【0068】
図３Ｄは、様々な実施形態による衛星の図解図である。特に、衛星１１０などの衛星の上方斜視図。衛星本体３０８の背面は、第２の太陽センサ３３３－２および第２の衛星間リンク送受信機３４５－２を含む。衛星本体３０８の上側は、ＧＰＳ受信機３０５、第２のバックホール送受信機３４０－２、および太陽光パネル３０４を含む。また、展開可能なプレート３０６の上部上に、太陽光パネル３０４が配置されている。衛星本体の側面は、第３の再帰反射器３３２－３を含む。
【0069】
本明細書で考察されるように、衛星処理システム３００のコンポーネントは、衛星１１０の正確な軌道位置を生成するように動作する。航法信号２４０の生成におけるこの軌道位置の使用に加えて、この軌道位置は、衛星１１０がいつ再配置される必要があるかを判定し、かつ衛星飛行制御システム３０２の使用によってそのような再配置を支援するために、使用され得る。
【0070】
様々な実施形態では、所与の時刻における衛星１１０の正確な軌道位置を、その時刻における衛星１１０の所望の軌道位置と比較して、偏差の量を判定する。さらに、潜在的な今後の衝突を予測するために、衛星１１０の予測経路を、他の衛星、宇宙船、宇宙のごみ、および他の近接地球物体を含む多数の他の宇宙物体の予測経路と比較することができる。そのような判定および予測は、衛星自体を介しての衛星１１０とのバックホール通信で、地上局を介して生成され得る。いずれの場合も、衛星１１０は、衛星飛行制御システム３０２を使用して所望の場所および配向に再配置され得る。
【0071】
様々な実施形態では、衛星飛行制御システム３０２は、多軸推進システムを含む。代替形態では、衛星飛行制御システム３０２は、衛星１１０の再配置に使用される３軸姿勢コントローラを単に含む。図３Ｃおよび３Ｄに示される例示的な衛星構成を考える。衛星の姿勢におけるロール、ピッチ、および／またはヨー軸の変化は、衛星本体３０８および特に展開可能なプレート３０６に作用する多軸抗力ベクトルを引き起こすことができ、再配置プロセスで多軸抗力ベクトルを使用して、衛星１１０の軌道経路を変化させることができる。
【0072】
図３Ｃおよび３Ｄに示される例は、衛星１１０の多くの可能な実装態様のうちの単なる１つを提示することに留意されたい。
【0073】
図４は、電波掩蔽（ＲＯ）を介して大気監視を実行するために実装された衛星コンステレーションシステム１００の例示的な実施形態を提示する。電波掩蔽により、地球の大気の詳細な監視が可能になり、より正確な気象予報が可能になる。これは、伝送された信号が地球の大気を通過する際の要素を特徴付けることによって、実行される。特に、各衛星１１０は、航法信号２４０および／またはＧＮＳＳ信号などの他の衛星１１０および／またはＧＮＳＳ衛星１３０によって伝送された受信信号に基づいてＲＯデータを観測し、かつ／または生成するように、動作可能であり得る。このＲＯデータは、他の衛星からの伝送において受信信号が横断した大気の一部分を特徴付ける測定値および／または他のデータを含む。衛星１１０の受信信号に基づくＲＯデータの生成、および／または衛星１１０のこの生成されたＲＯデータの伝送は、電波掩蔽モジュール３２１を利用することによって達成され得る。
【0074】
ＲＯは、地球中軌道（ＭＥＯ）から伝送されており、かつその後に地球低軌道（ＬＥＯ）上の衛星から監視される、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）信号を使用して実行され得る。これらのＧＮＳＳ信号は、上層大気のＲＯ情報を提供するが、弱い信号強度に起因して、これらのＧＮＳＳ信号は、大気の下部分（高度）に高品質の測定を提供することができない。さらに、ＧＮＳＳ信号は、限られた数のＭＥＯ衛星からのものである。これらのＧＮＳＳ衛星１３０の数に関する制限および比較的遅い軌道周期は、観測ベクトルの変化率、したがって観測されている大気の量を当然に制約する。これらの要因は、監視されている大気の空間的および時間的分解能の両方を制限する。
【0075】
衛星コンステレーションシステム１００は、現在の大気監視技術の改善を提示する。既存のＧＮＳＳベースのＲＯ法とは対照的に、衛星コンステレーションシステム１００は、ＧＮＳＳ衛星１３０から受信された従来のＧＮＳＳ信号に加えて、航法信号２４０の伝送および／または受信を処理することができる。見通し線ベクトルのジオメトリ、この場合では、ＬＥＯ軌道上の衛星１１０の間の、受信端が伝送端から伝送を受信することができるような無線見通し線である見通し線ベクトルは、図４に描示されるように、地球の大気のより深い理解を提供することができる珍しい大気の切断を生じさせる独自のジオメトリを提供する。大気モデリング能力を増進するために、ＬＥＯ上の衛星１１０によって航法信号２４０が伝送され、ＭＥＯからのものよりも高い電力レベルで配信され得る。これにより、高湿条件であっても、惑星境界層まで、および／または５ｋｍ未満の高度まで大気により深く下方に浸透させることができる。これにより、大気のすべてのレベルについての、前例のないレベルの詳細な情報が提供される。
【0076】
追加的に、ＲＯでの伝送と受信との両方にＬＥＯ衛星を使用すると、ＬＥＯ軌道周期が短くなることに起因して、前例のない数のＲＯ事象が生じる。これにより、大気測定の時間的および空間的解像度が大幅に向上し、より高い忠実度モデル、ひいては、そのダイナミクスのより良い理解がもたらされる。さらに、異なる軌道平面にわたってグループが離間した、高密度の衛星を有するＬＥＯコンステレーションにより、軌道平面間の大気の断面が非常に高い頻度（例えば、軌道平面内の間隔によっては１０分の観測間隔）で観測されることとなり、大気のほぼリアルタイムの断層撮影を提供する。
【0077】
さらに、衛星コンステレーションシステム１００の航法信号２４０は、今日のＲＯに使用されるＧＮＳＳ信号とは１つ以上の異なる周波数帯域内に存在することができ、今日可能であるものとは別の次元の大気特性評価を可能にする。
【0078】
データリンク（バックホールアップリンク２２０、ダウンリンク２１０、衛星間リンク２３０、および／または航法信号２４０）は、最適な使用のために、衛星によって取得されたＲＯデータを迅速に地上に伝送することを可能にする。ＲＯデータは、各衛星１１０によって観測された生のＲＯ測定値を含むことができ、かつ／または例えば、大気の既に計算された温度および／もしくは湿度プロファイルを含むことができる後処理されたデータを含むことができる。例えば、衛星１１０は、観測されたＲＯ測定値に基づいて大気の温度および／または湿度プロファイルを計算するように動作可能であり得る。
【0079】
図４に例示される例では、３つの衛星Ａ、Ｂ、およびＣが、ＬＥＯ軌道上に位置し、単一のＧＮＳＳ衛星１３０が、ＭＥＯ軌道上に位置する。衛星Ａ、Ｂ、およびＣは各々、衛星コンステレーションシステム１００の相違する衛星１１０である。衛星Ａ、Ｂ、およびＣ、ならびに単一のＧＮＳＳ衛星１３０は、２つの異なる時刻ステップｔ０およびｔ１で描示されている。
【0080】
第１の時刻ステップｔ０では、３つのすべての衛星１１０は、互いの航法信号２４０を見ることができ、かつ／または互いの航法信号２４０を受信するように別様に動作可能であり得る。各衛星１１０は、航法信号２４０を伝送し、かつ／または受信することができることから、航法信号２４０を伝送し、かつ／または受信する能力を表す見通し線ベクトルの各々は、双方向ベクトルとして示されている。衛星１１０が軌道上に配置されていること、かつブロードキャスト電力などの航法信号２４０の特性に起因して、これらの見通し線の各々は、地表に近い層を含む地球大気の種々の層を通って横断する。また、ＧＮＳＳ衛星１３０からの信号は第１の時刻ステップｔ０で衛星ＡおよびＢによって使用され、大気の最上層部を通した情報を得ることができる。なお、衛星Ｃは、ＧＮＳＳ衛星１３０への見通し線を有していないが、その信号は、監視のために関心のある大気の層を横断せず、ＲＯ測定値を生成することができないため、図からは省略されている。
【0081】
第１の時刻ステップの直後の第２の時刻ステップｔ１では、衛星１１０の３つのすべての衛星は、軌道上で移動した。この例では、ｔ０～ｔ１の時間は、ＬＥＯ衛星と比較してＭＥＯ衛星の軌道周期がはるかに長いことに起因して、ＧＮＳＳ衛星１３０が実効的に場所を変化させないものとなっている。時刻ステップｔ１では、再び、衛星１１０のうちの３つすべてが、大気中のわずかに異なる場所で今度は、これらの衛星の見通し線を維持することができ、新しい測定データを提供する。この例では、衛星１１０がこれらの衛星の軌道上に配置されていることに起因して、衛星のうちの１つだけが、ＧＮＳＳ衛星１３０からの信号をＲＯ目的で使用することができる。ＧＮＳＳ衛星１３０および衛星Ａからの見通し線ベクトルは、観測情報を作成するために大気を通過しなくなり、ＧＮＳＳ衛星１３０および衛星Ｃからの見通し線ベクトルは、依然として大気を通過しない。なお、ＧＮＳＳ衛星１３０および衛星Ｂからの見通し線ベクトルは維持されるが、信号がどの程度の大気を通過しなければならないかに起因して、その測定は、劣化する。このことは、ジオメトリが高品質のＲＯ観測を行うことを可能にしない方式にある場合があるため、情報を絶えず提供することはできない既存のＧＮＳＳ信号を使用する今日のＲＯシステムの欠点の１つを例示している。
【0082】
この例からの構想により、９０分というＬＥＯ衛星の典型的な軌道周期を考慮して、９０分ごとにＬＥＯ衛星は、地球大気の周りのこのＬＥＯ衛星の軌跡の全掃引を完了する。さらに、所与の数の軌道平面にわたって広がる衛星の密集したコンステレーションシステムでは、大気の一部を通過する衛星の１つのペアと、大気のほぼ同じ領域を通過する後続のペアと、の間の時間は非常に短い可能性がある（例えば、数十分）。したがって、衛星コンステレーションシステム１００の衛星１１０は、気象をより良く予測し、かつモデルを改善するために使用され得る大気の領域の前例のない時間的再訪を可能にする。ＭＥＯ ＧＮＳＳ信号でＲＯを実行する場合、ＭＥＯ衛星の軌道周期がおよそ１２時間であることから、ジオメトリの変化は、はるかに遅い。さらに、ＬＥＯ衛星軌道とＭＥＯ衛星軌道とは、同期しておらず、それにより、大気の同じ部分を繰り返し通過する能力が保証されないため、この衛星システムによって提供され得る空間的に相関した時間データを提供することができない。
【0083】
生のＲＯ測定値および／もしくは処理されたデータは、例えばネットワーク２５０を介して、衛星１１０から、ならびに／または地上局２００および／もしくは２０１からＲＯデータを受信する１つ以上のクライアントデバイス１６０および／または他のコンピューティングデバイスによって処理され得る。このデータの処理は、例えば、大気の改善された特性評価および／またはプロファイルから恩恵を受ける様々な他のエンティティによって、一連のアプリケーションに対応し得る。
【0084】
受信された生のＲＯ測定値および／または処理されたデータを利用する１つの例示的なアプリケーションは、気象予報データを生成することを含む。例えば、１つ以上のクライアントデバイス１６０は、ＲＯデータを処理して、予報モデルを生成し、予報モデルを改善し、かつ／または他の気象予報データを生成することができる。
【0085】
別の例示的なアプリケーションとして、１つ以上のクライアントデバイス１６０は、ＲＯデータを処理して、経時的に電離層の様々な部分を特性評価する電離層マッピングおよび／または他のデータなどの電離層データを生成することができる。このことは、リアルタイムのおよび／または実質的にリアルタイムに近い電離層マッピングを生成することを含むことができる。このことは、電離層の今後の状態を予測し、かつ／または今後の状態の予測を改善するために利用される予測データを生成するために利用され得るモデルを生成することを含むことができる。このことを利用して、電離層を通した伝送を行う他のシステムの性能を向上させることができる。例えば、宇宙ベースの通信システムは、このリアルタイムの電離層マッピングおよび／または他の詳細な電離層マップからの情報を利用することができ、かつ／またはこれらのモデルを利用して、電離層の透過を通した伝送の挙動をより良く予測し、かつ／またはそれらのシステムの性能および効率を改善することができる。
【0086】
別の例示的なアプリケーションとして、１つ以上のクライアントデバイス１６０は、宇宙測定システムと併せてＲＯデータを処理することができる。特に、宇宙からの星および／または信号の科学的測定を、ＲＯデータに基づいて生成された電離層データを利用することによって改善することができる。例えば、このモデルを利用して、今後の時刻における電離層マッピングを予測し、望遠鏡の動作をスケジュールし、かつ／または宇宙からの星および／もしくは信号の測定のスケジュールおよび／または調整を別様に容易にすることができる。
【0087】
別の例示的なアプリケーションとして、１つ以上のクライアントデバイス１６０は、例えば電離層を通した伝送に依存する、通信コンステレーションと併せて、ＲＯデータを処理することができる。特に、受信されたＲＯデータに基づいて生成された現在の電離層マッピング、または予測された今後の電離層マッピングを使用して、現在の電離層マッピングまたは予測された今後の電離層マッピングに基づいてブロードキャストされる必要がある電力レベルを判定するのを支援することができる。また、これを利用して、現在および／または今後のあり得る機能停止領域を判定し、かつ／または予測することができ、例えば通信コンステレーションがその伝送を相応に適応させることを可能にする。
【0088】
別の例示的なアプリケーションとして、１つ以上のクライアントデバイス１６０は、高価値の宇宙資産および／または地上インフラストラクチャに対する早期警告のための宇宙気象監視と併せて、ＲＯデータを処理することができる。
【0089】
別の例示的なアプリケーションとして、１つ以上のクライアントデバイス１６０は、改善されたＧＮＳＳ、衛星コンステレーションシステム１００の改善された性能、および／または詳細なリアルタイム大気モデルに関心のある他のサードパーティユーザのための改善のために、ＲＯデータを処理することができる。
【0090】
受信されたＲＯデータのこれらのアプリケーションのうちのいくつかまたはすべては、代替的に、衛星処理システム３００の処理モジュール３２０を介して、および／または衛星コンステレーションシステム１００と関連付けられた別の処理システムを介して、容易にされ得る。これらのアプリケーションに関連したモデルおよび／または他の処理されたデータは、例えばネットワーク２５０を介しておよび／または衛星１１０から直接、このデータのエンドユーザと関連付けられたクライアントデバイス１６０に、例えばディスプレイデバイスを介してエンドユーザに表示するために、伝送され得る。代替的または追加的に、クライアントデバイス１６０は、例えばネットワーク２５０を介して、衛星コンステレーションシステム１００と提携しているサーバシステムからアプリケーションデータをダウンロードすることができる。このアプリケーションデータは、クライアントデバイスによって実行されると、クライアントデバイス１６０に、これらのアプリケーションのうちの１つ以上と併せてＲＯデータを受信および／または処理させることができる。
【0091】
図４に例証される例は、各衛星１１０が航法信号２４０を伝送および受信することを描示している。これらの双方向リンクにより、リンクペアの衛星の各々は、大気の同じ部分についてＲＯ観測を行うことができ、例えば、受信された航法信号２４０に基づいてＲＯデータを生成し、かつ／もしくは別様に観測することによって、ＲＯデータをメモリモジュール３１０に伝送用のキューで一時的に記憶することによって、および／またはバックホールリンクを介してＲＯデータを伝送することによって、必要なデータをログに記録することができる。したがって、衛星のうちの１つだけが、地上局２００、および／またはバックホール衛星１５０、もしくは、例えば、地上局２００および／またはバックホール衛星１５０へのバックホールリンクの伝送チェーン内の衛星コンステレーションシステム１００の複数のノードのうちの１つなどの、バックホールノードである必要がある。したがって、衛星コンステレーションシステム１００は、衛星ペアの衛星のうちの一方だけが、直接、または宇宙ベースの衛星バックホール通信リンクを介して、地上のユーザにＲＯデータをリアルタイムで伝送するように構成され得る。このことにより、２つの衛星のうちの一方だけが、必要な測定値を記録する必要があるため、より少ないリソースの使用が可能になる。電力使用量を低減するために、衛星システムは、１つの衛星だけが航法信号２４０を伝送しており、かつ１つが所与のペアで航法信号２４０を受信しているように、一方向リンクのセットを最適化するような方式で、さらに構成され得る。
【0092】
本明細書で使用される場合、航法信号２４０をブロードキャストするように指定された所与のペアの衛星を「送信機衛星」と呼称し、航法信号２４０を受信するよう指定された他方の衛星を「受信機衛星」と呼称する。送信機衛星は、航法信号２４０をブロードキャストするように構成され得る。送信機衛星は、他方の衛星１１０から航法信号２４０を受信しないように、かつ他方の衛星１１０から受信された航法信号２４０に基づいてＲＯデータを生成しないように、かつ／またはバックホールリンクを介してＲＯデータを伝送しないように、さらに構成され得る。受信機衛星は、航法信号２４０を受信するように、対応するＲＯデータを生成するように、かつバックホールリンクを介してこのＲＯデータを伝送するように、構成され得る。受信機衛星は、独自の航法信号２４０を伝送しないように構成され得る。いくつかの実施形態では、（直接、または宇宙ベースの衛星バックホールコミュニケーションリンクを通して）データを地上ユーザに伝送するために最適に配置されると判定された所与のペアの衛星を、受信機衛星として選択することができ、ペアの他方の衛星を、送信機衛星として選択することができる。この最適化は、複数の衛星に受信およびロギング航法信号２４０を伝送するための送信機衛星として単一の衛星が構成される、衛星の複数のセットにわたって、さらに実行され得る。
【0093】
図４の衛星ＡおよびＢのペアを考える。ペアの衛星のうちの一方を、特定の時刻に送信機衛星として指定することができる一方、ペアの他方の衛星を、特定の時刻に受信機衛星として指定することができる。衛星のうちのいずれの一方を送信機衛星対受信機衛星として指定するかを、調整プロセスを介して自動的に設定し、かつ／または調整することができる。調整プロセスは、対応するトリガ条件の検出に応答して、衛星ＡおよびＢのペアが役割を交換すべきであると判定すること、および／または衛星ＡおよびＢのペアの役割を潜在的な交換のために再評価すると判定することを含むことができる。調整プロセスは、衛星Ａおよび／または衛星Ｂの処理モジュール３２０を利用することによって実行され得、衛星のペアがこれらの衛星自体の間の役割を自動的に決定することを可能にする。代替的に、調整プロセスは、ペアに含まれない別の処理モジュール３２０および／または衛星コンステレーションシステムの他の処理システムによって実行され得、役割が決定され、衛星Ａおよび衛星Ｂへの命令として受信される。
【0094】
調整プロセスを実行することは、現在の役割を交換し、かつ／または別様に設定すべきであると指示する１つ以上のトリガ条件の判定を含むことができる。ペアのいずれの衛星が送信機衛星として指定されるか、およびペアのいずれの衛星が所与のペアの衛星１１０（衛星Ａおよび衛星Ｂ）の受信機衛星として指定されるかを、自動的に設定し、かつ／または調整するための例示的なトリガ条件としては、以下が挙げられる。
・衛星Ａのメモリ使用量が所与の閾値を超えているため、衛星Ａは、ＲＯ測定値の記録を停止しなければならないと判定すること。結果として、衛星Ｂは、送信機衛星として指定され、衛星Ａは、受信機衛星として指定される。
・衛星Ａとバックホール衛星１５０および／または地上局２００との間の距離とは、衛星Ｂとバックホール衛星１５０および／または地上局２００との間の距離よりも大きいため、衛星Ｂが、測定値を記録するためのより良い位置にあると判定すること。結果として、衛星Ｂは、受信機衛星として指定され、衛星Ａは、送信機衛星として指定される。
・衛星Ａのバッテリ残量が所与の閾値を下回っているため、航法信号の送信を停止しなければならないと判定すること。結果として、衛星Ｂは、送信機衛星として指定され、衛星Ａは、受信機衛星として指定される。
・衛星Ａと衛星Ｂとのバッテリ残量の差は、衛星Ａが、より多くの使用するバッテリを有すると判定され、かつ／または衛星Ｂよりも有利なバッテリ残量を有すると判定されるような状況に相当すると判定すること。結果として、衛星Ａは、送信機衛星として指定され、衛星Ｂは、受信機衛星として指定される。
・衛星Ａが発電可能になる時と衛星Ｂが発電可能になる時との差は、衛星Ａがより早く発電可能になると判定されるような状況に相当すると判定すること。結果として、衛星Ａは、送信機衛星として指定され、衛星Ｂは、受信機衛星として指定される。
・１つの衛星が、ペアをなす構成で、または一対多もしくは多対一の構成で、伝送し、かつ／または受信することを選好し得る、個々の衛星１１０の、または衛星コンステレーションシステム１００の、任意の他のステータス変化、条件、または状態。
・衛星Ａのメモリ使用量が所与の閾値を超えているため、衛星Ａは、ＲＯ測定値の記録を停止しなければならないと判定すること。結果として、衛星Ｂは、送信機衛星として指定され、衛星Ａは、受信機衛星として指定される。
・衛星Ａとバックホール衛星１５０および／または地上局２００との間の距離とは、衛星Ｂとバックホール衛星１５０および／または地上局２００との間の距離よりも大きいため、衛星Ｂが、測定値を記録するためのより良い位置にあると判定すること。結果として、衛星Ｂは、受信機衛星として指定され、衛星Ａは、送信機衛星として指定される。
・衛星Ａのバッテリ残量が所与の閾値を下回っているため、航法信号の送信を停止しなければならないと判定すること。結果として、衛星Ｂは、送信機衛星として指定され、衛星Ａは、受信機衛星として指定される。
・衛星Ａと衛星Ｂとのバッテリ残量の差は、衛星Ａが、より多くの使用するバッテリを有すると判定され、かつ／または衛星Ｂよりも有利なバッテリ残量を有すると判定されるような状況に相当すると判定すること。結果として、衛星Ａは、送信機衛星として指定され、衛星Ｂは、受信機衛星として指定される。
・衛星Ａが発電可能になる時と衛星Ｂが発電可能になる時との差は、衛星Ａがより早く発電可能になると判定されるような状況に相当すると判定すること。結果として、衛星Ａは、送信機衛星として指定され、衛星Ｂは、受信機衛星として指定される。
・１つの衛星が、ペアをなす構成で、または一対多もしくは多対一の構成で、伝送し、かつ／または受信することを選好し得る、個々の衛星１１０の、または衛星コンステレーションシステム１００の、任意の他のステータス変化、条件、または状態。
【0095】
これらのトリガ条件は、特定のペアの衛星間の例を例示しているが、一対多または多対一のアーキテクチャが使用される場合に、同様のトリガ条件を任意の数の衛星間で判定することができる。特に、３つ以上の衛星１１０のサブセットを考える。同様のトリガ条件を利用して、３つ以上の衛星１１０のうちの単一の衛星からなるサブセットを送信機として指定するように、かつ／または３つ以上の衛星１１０のうちの単一の衛星からなるサブセットを受信機として指定するように、決定することができる。例えば、この衛星１１０が、衛星のサブセットのうちで好ましくは最も小さいバッテリ残量を有すると判定されると判定することに応答して、この衛星が、衛星のサブセットのバックホール衛星１５０および／または地上局２００に最も近い距離、ならびに／または衛星のサブセットのバックホール衛星１５０および／もしくは地上局２００への最も好ましい伝送経路を有すると判定することに応答して、サブセットにおける単一の受信機を選択することができる。代替的に、３つ以上の衛星のうちの２つ以上からなるサブセットを、送信機衛星および／または受信機衛星として指定することができる。いくつかの実施形態では、３つ以上の衛星１１０のうちのすべてからなるサブセットを、送信機衛星または受信機衛星のいずれかとして指定する。代替的に、３つ以上の衛星のうちの少なくとも１つからなるサブセットを、送信機衛星と受信機衛星との両方の機能を実行するように指定することができ、かつ／または送信機衛星と受信機衛星とのいずれの機能も実行しないように指定することができる。
【0096】
調整プロセスを実行する際、衛星のペアのおよび／または３つ以上の衛星のグループのいずれの衛星を受信機衛星として指定するかの自動的な決定は、ペアおよび／またはグループの衛星間の通信が、トリガ条件を判定するために利用されるステータスを中継し、かつ／またはいずれの役割を実行するためにいずれの衛星を指定するかを中継することを必要とする。ペアをなす衛星ＡとＢとの間で調整プロセスを実行する例を例示する以下のステップを考える。
１．ＲＯ測定値を記憶するための衛星Ａのメモリ使用量が所与の閾値を超え、衛星Ｂに、メッセージの受信を停止しなければならず、かつ衛星Ａが送信機衛星として伝送モードに変化するという、メッセージを送信する（図２の任意のリンクまたはリンクの組み合わせを通して）
２．衛星Ａは、ＲＯ測定値をログに記録し続け、航法信号の伝送を有効にする（まだ有効になっていない場合）
３．衛星Ｂは、（図２の任意のリンクまたはリンクの組み合わせを通して）衛星Ａに、衛星Ｂが、受信機衛星に対応するモードにあること、および／または測定値を別様にログに記録していることを確認するステータスメッセージを送信することができる
４．衛星Ａは、衛星Ｂのステータスメッセージを受信することができ、かつ／または、衛星Ａは、衛星Ｂから航法信号を受信することによって、衛星Ｂが状態を変化させたことを検出することができる（衛星Ａがまだ衛星Ｂから航法信号を受信していなかった場合）
５．衛星Ａは、ＲＯ測定値をログに記録することを停止する
１．ＲＯ測定値を記憶するための衛星Ａのメモリ使用量が所与の閾値を超え、衛星Ｂに、メッセージの受信を停止しなければならず、かつ衛星Ａが送信機衛星として伝送モードに変化するという、メッセージを送信する（図２の任意のリンクまたはリンクの組み合わせを通して）
２．衛星Ａは、ＲＯ測定値をログに記録し続け、航法信号の伝送を有効にする（まだ有効になっていない場合）
３．衛星Ｂは、（図２の任意のリンクまたはリンクの組み合わせを通して）衛星Ａに、衛星Ｂが、受信機衛星に対応するモードにあること、および／または測定値を別様にログに記録していることを確認するステータスメッセージを送信することができる
４．衛星Ａは、衛星Ｂのステータスメッセージを受信することができ、かつ／または、衛星Ａは、衛星Ｂから航法信号を受信することによって、衛星Ｂが状態を変化させたことを検出することができる（衛星Ａがまだ衛星Ｂから航法信号を受信していなかった場合）
５．衛星Ａは、ＲＯ測定値をログに記録することを停止する
【0097】
上述の別のトリガ条件の検出に応答して、同様のプロセスを実行することができる。特に、衛星は、衛星のバッテリ残量、メモリ容量、他の健全性ステータス、バックホール衛星および／もしくは地上局からの距離を検出すること、または、他の衛星とは独立した他の条件が、対応する閾値と比較して好ましく、衛星が衛星の状態を送信機衛星または受信機衛星となるように変化させなければならないことを指示することを検出することに応答して、自らの状態を変化させるように決定することができる。自らの条件が変化しなければならないと判定することに応答して、衛星は、変化について、ペアの他方の衛星および／またはグループの複数の衛星に警告することができる。
【0098】
代替的または追加的に、バッテリ残量、メモリ容量、他の健全性ステータス、バックホール衛星および／もしくは地上局からの距離、ならびに／または他の状態および条件などのステータス情報を、ペアの両方の衛星間および／またはグループのいくつかまたはすべての衛星間で交換することができ、ペアまたはグループの単一の衛星が、ペアまたはグループの残りの１つ以上の衛星から自体のステータス情報および対応するステータス情報を収集し、このステータス情報を比較し、かつ／または衛星のステータス間の差を測定し、例えば対応するトリガ条件に基づいて、最適な衛星を送信機衛星として選択するように、かつ／または最適な衛星を受信機衛星として選択するように決定する。選択が単一の衛星によって行われると、この衛星は、割り当てられた役割を示す１つ以上の通知を、ペアまたはグループの１つ以上の他の衛星に送信することができる。後に他の衛星のうちの１つが、自らのステータスを監視することに基づいて、自らの条件が変化しなければならないと判定した場合、衛星は、グループの他の衛星に相応に警告することができ、単一の衛星によってステータスデータを収集し、かつ役割を再割り当てするこのプロセスをトリガし、繰り返すことができる。
【0099】
代替的または追加的に、また、状態の変化の決定を、すべてのステータスメッセージをリスンしており、かつ所与の衛星に指令を送信する地上モニタによって、行われることができ、かつ／または必ずしも衛星ペアにあるわけではないが、ペアの２つの衛星のステータスメッセージを受信することができる別の衛星によって、行われることができる。この外部地上モニタおよび／または他の衛星は、ペアまたはグループの衛星に、新しく割り当てられた役割を示す通知を生成し、送信することができる。
【0100】
代替的または追加的に、衛星を送信機衛星および／または受信機衛星とするかどうかの変化のうちのいずれかを、ステータスメッセージまたは他の指令および制御データに基づいてリアルタイムで実行することができ、かつ／または、軌道内の衛星の配置の関数である既知の事前計算されたメトリックに基づいて、軌道内の所定の位置に基づいて実行することができる。例えば、固定地上局２００に近いほうの衛星は、常にペアの受信機であるべきであると事前計算することができ、したがって、衛星１１０を、固定地上局２００の一定の閾値距離内にあるときに、ＲＯ測定値をログに記録することに変化するように事前構成することができる。このことは、衛星が自らのステータスを監視することによって判定され得るトリガ条件に対応し得、衛星の役割の変化は、ペアおよび／またはグループの他の衛星に中継され得、ペアおよび／またはグループの他の衛星を、相応に役割を変化させるようにトリガすることができる。
【0101】
いくつかの実施形態では、ＬＥＯ上の任意の衛星１１０からのブロードキャスト信号は、ＬＥＯ上の任意の数の他の衛星１１０によって使用され得る。図４に示される見通し線は、衛星１１０が互いの航法信号を受信することを表すが、伝送される信号は、任意の衛星によって受信され得るブロードキャスト信号であることに留意することが重要である。
【0102】
送信機衛星から受信機衛星に役割を動的かつ自動的に変化させることが可能であることに対して、代替的または追加的に、衛星１１０は、航法信号２４０の伝送を自動的に調整するように同様に動作可能であり得る。衛星コンステレーションシステム１００が、ＲＯ測定に使用され得る航法信号２４０を制御するという事実に起因して、信号設計は、航法信号２４０が変化することを、大気条件がそのことを必要とする場合に可能にするように動的であり得る（例えば、損失を大きくする変化は、信号電力の増大をもたらし得るか、またはより大きな帯域幅を必要とし得る変化は、帯域幅、またはさらには周波数を調整することをもたらし得る）。衛星コンステレーションシステム１００がブロードキャストを制御する場合、衛星コンステレーションシステム１００は、伝送信号を最適化して可能な最良の情報を得るように、伝送端と受信端との間にフィードバックループを有することができる。その最適化は、周波数、帯域幅、電力レベル、波形、および／または他の信号特性などの基本信号特性を変化させることができる。
【0103】
伝送側と受信側との両方を制御する能力は、周波数、電力、および信号構造を含むが、これらに限定されない、重要な伝送パラメータを調整して、現在の時点で大気特性を測定するための最良の伝送を提供することができるという意味で、衛星コンステレーションシステム１００を閉ループＲＯシステムとすることを可能にする。最良の伝送とみなされるものは、受信衛星の測定性能の関数であり、測定性能は、図２のリンクの任意の組み合わせを通して信号パラメータを調整するために送信衛星にフィードバックされ得る。調整され得る航法信号２４０の例示的な信号特性は、航法信号の周波数、航法信号の帯域幅、航法信号の波形、航法信号の電力、ならびに／または、信号の生成、信号の伝送、および／もしくは信号自体の他の特性を定義する任意の他のパラメータを含む。
【0104】
これらのパラメータをいつおよび／またはどのように調整するかを決定するために利用されるフィードバックループプロセスは、１つ以上の衛星の処理モジュール３２０を利用することによって実行され得る。このフィードバックループプロセスの例は、以下のステップを含む。
１．衛星Ａは、衛星Ｂから信号を受信し、測距信号から生の測定値を計算する（生の測定値には、衛星までの範囲、周波数およびコードのオフセット、キャリア位相、信号受信電力などが含まれるが、これらに限定されない）
２．衛星Ａは、生の測定値に関する性能メトリック（例えば、所望の閾値と比較した受電電力、信号を追跡してキャリア位相測定値を計算する能力など）を評価し、いずれの閾値も満たされていないかどうかを決定する
３．閾値が満たされていない（例えば、受信電力が低すぎる）場合、衛星Ａは、図２に示されるリンクの任意の組み合わせを通して、衛星Ｂからの信号特性変化を要求するメッセージを伝送する（例えば、受信電力が低すぎる場合には、信号電力の増大を要求する）
ａ．信号特性変化の要求を送信する代わりに、衛星Ａは、性能メトリックを伝送することができ、衛星Ｂは、何を変化させるかの決定を行うことができる
ｂ．種々の性能メトリックを使用して、種々の信号特性を制御することができるが、信号特性と性能メトリックとの間の一対一マッピングである必要はない
１．衛星Ａは、衛星Ｂから信号を受信し、測距信号から生の測定値を計算する（生の測定値には、衛星までの範囲、周波数およびコードのオフセット、キャリア位相、信号受信電力などが含まれるが、これらに限定されない）
２．衛星Ａは、生の測定値に関する性能メトリック（例えば、所望の閾値と比較した受電電力、信号を追跡してキャリア位相測定値を計算する能力など）を評価し、いずれの閾値も満たされていないかどうかを決定する
３．閾値が満たされていない（例えば、受信電力が低すぎる）場合、衛星Ａは、図２に示されるリンクの任意の組み合わせを通して、衛星Ｂからの信号特性変化を要求するメッセージを伝送する（例えば、受信電力が低すぎる場合には、信号電力の増大を要求する）
ａ．信号特性変化の要求を送信する代わりに、衛星Ａは、性能メトリックを伝送することができ、衛星Ｂは、何を変化させるかの決定を行うことができる
ｂ．種々の性能メトリックを使用して、種々の信号特性を制御することができるが、信号特性と性能メトリックとの間の一対一マッピングである必要はない
【0105】
考察されたように、衛星コンステレーションシステム１００は、ＬＥＯ上の衛星１１０間の信号の伝送および受信に起因して、ＬＥＯ－ＬＥＯシステムとして実装されている。衛星コンステレーションシステム１００をＬＥＯ－ＬＥＯシステムとして実装することにより、例えば、このシステムがブロードキャストを制御するという事実の結果として、および様々なバックホールネットワークを活用することができるという事実にいくらか起因して、以下に列挙される既存のシステムに対する機能および／または改善の一部またはすべてが可能になり得る。
・衛星コンステレーションシステム１００のジオメトリは、ＬＥＯ衛星とＭＥＯ衛星との間の見通し線とは異なる大気の部分を横断する衛星１１０間の見通し線をもたらす
・送信側と受信側との両方でのより高速の動きは、大気測定周波数およびジオメトリの多様性の増加を意味する
・図２のリンクの組み合わせを活用して、ＲＯ測定値を、衛星からユーザ（地球ベースおよび／または宇宙ベース）にほぼリアルタイムで伝送することができる
・利用可能な断層撮影の十分な密度により、地上インフラストラクチャを必要とせずにＧＮＳＳ補正量の作成のために導出された電離層および対流圏モデルの作成が可能になり得る
・上記により、ＧＮＳＳ衛星の補正量の作成だけでなく、精密衛星コンステレーション自体のものも可能となり、精密航法への堅牢性および収束時間が改善される
・衛星コンステレーションシステム１００のジオメトリは、ＬＥＯ衛星とＭＥＯ衛星との間の見通し線とは異なる大気の部分を横断する衛星１１０間の見通し線をもたらす
・送信側と受信側との両方でのより高速の動きは、大気測定周波数およびジオメトリの多様性の増加を意味する
・図２のリンクの組み合わせを活用して、ＲＯ測定値を、衛星からユーザ（地球ベースおよび／または宇宙ベース）にほぼリアルタイムで伝送することができる
・利用可能な断層撮影の十分な密度により、地上インフラストラクチャを必要とせずにＧＮＳＳ補正量の作成のために導出された電離層および対流圏モデルの作成が可能になり得る
・上記により、ＧＮＳＳ衛星の補正量の作成だけでなく、精密衛星コンステレーション自体のものも可能となり、精密航法への堅牢性および収束時間が改善される
【0106】
高空間密度地上監視局および／またはＬＥＯ多周波数衛星コンステレーションでは、電離層のリアルタイムで高度に詳細なマップを、科学、政治、および産業アプリケーションの両方について生成することができる。いくつかのアプリケーションとして、改善された地球気象予測、この衛星システムでの改善されたスタンドアロン測位および拡張された測位のＧＮＳＳ補正、宇宙気象事象からの衛星資産の保護などが挙げられる。この固有のアプローチでは、衛星コンステレーションシステム１００から地上までの、および／または既存のＧＮＳＳ衛星から衛星コンステレーションシステム１００までの測定値を組み合わせる。このことにより、大気モデル層分離およびより詳細な情報が可能になる。
【0107】
衛星コンステレーションシステム１００によって記録されたＲＯ測定値を通じて生成されたＲＯ断層撮影データを使用して、電離層および対流圏のマップを生成することができ、適切な航法大気補正メッセージは、このマップの派生生成物である。このデータは、ここに提示される航法スキームに加えて、従来のＧＮＳＳ精密単独測位（ＰＰＰ）アプローチで使用され得る。これは、キャリア位相アンビギュイティ解決における探索空間を低減し、収束時間を大幅に加速させることができる。
【0108】
大気データを提供することに対して、代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、ユーザにそれらの正確な位置および時刻を与えることによって正確な航法を提供するように、実装され得る。衛星ベースの測距信号を通じてユーザにこの情報を提供する重要な要素のうちの１つは、正確な軌道判定を行うこと、または宇宙における衛星の場所を別様に正確に判定することができることを含む。次いで、この情報を、測距信号とともに、地上のユーザにブロードキャストして、正確な測位および／またはタイミングを可能にすることができる。完全解に加えて、補正情報を、自衛星の軌道付近の軌道上のユーザなどの空間的に「近い」ユーザに提供して、それらのユーザが精密な測位データおよびタイミングデータを得ることを可能にすることができる。このことにより、この衛星システムは、この衛星システムよりも下の高度のユーザと、この衛星システムに近い（よりも上の）高度のユーザと、に正確な測位を提供することができる。衛星１１０によって実行される精密航法セクションは、軌道判定、自律的コンステレーション監視、および／または、最良の航法信号を提供するための信号特性の調整を含む。
【0109】
精密かつ高精度の軌道判定のための現在の方法は、地上監視局を使用して、専用の測定機器で衛星の場所を観測し、軌道を判定するための大量の計算を実行することを必要とする。衛星コンステレーションシステム１００は、エッジコンピューティングを通じて衛星１１０上で自律的に処理が行われる、自律的な現場分散軌道判定を実行することによって、既存のシステムを改善する。このことにより、地上インフラストラクチャに対する要件が、著しく最小限に抑えられる。リアルタイムの衛星上での自律的な軌道および時計の推定は、衛星ハードウェアの一部としての低コスト化された時計を可能にする。温度補償水晶振動子（ＴＣＸＯ）およびオーブン制御水晶振動子（ＯＣＸＯ）は、チップスケール原子時計（ＣＳＡＣ）および他の計時技術よりも低コストであるが、より短い期間で最も安定している。リアルタイムの軌道判定およびユーザへの配布により、これらの時計の使用が可能になるのに対して、軌道判定が地上ネットワークによって行われる場合には、アップロードの間のより長い期間に、衛星上のより高い性能の時計が必要となる。
【0110】
追加的に、衛星処理システム３００のいくつかの実施形態は、ＧＮＳＳ受信機ならびに／または信号のアナログデジタル変換を処理する他の要素および受信機内の他の要素においてと、航法信号搬送波周波数の生成においてとの両方で、同じ時計３６５を使用する。同じ時計３６５のこの使用は、航法信号自体を生成するために使用される時計の状態を反映するＧＮＳＳ測定値を使用する推定された時計状態をもたらし、このことは、より正確な航法信号および航法メッセージをもたらす。他の実施形態では、複数の時計３６５が存在してもよく、ここでは、航法信号キャリア周波数を生成する時計は、ＧＮＳＳ受信機内の時計に対して「規律される」か、またはＧＮＳＳ受信機内の時計は、航法信号キャリア周波数を生成する時計に対して「規律される」。
【0111】
位置、速度、加速度、時計バイアス、時計ドリフト、時計ドリフトレート、現在時刻、姿勢、姿勢レート、キャリア位相オフセットなど）を含むが、これらに限定されない情報を含むことができる、正確な軌道判定、または衛星の正確な状態の推定は、オンボードおよび／もしくはオフボードセンサならびに／または補正データからの測定値を使用する航法フィルタを使用して衛星上で実行される。このプロセスについて、以下に記載する。
１．ＧＮＳＳ受信機、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、姿勢決定器からの生データ、および／またはこのシステム内の近隣の衛星からの無線信号は、各衛星１１０によって収集され、かつ／または各衛星１１０に別様に利用可能である。測定値を地上ベースとすることができ、このデータは、データリンクを介して衛星に伝送される。
２．生のＧＮＳＳ測定値は、衛星１１０に搭載された密結合航法フィルタに入力される。例えば、航法フィルタは、軌道判定モジュール３２２を利用することによって実装され得る。フィルタは、図２のリンクの任意の組み合わせによって提供される、ＧＮＳＳ軌道補正量および／または大気補正量などの他の補正データを使用して、密結合ＰＰＰキャリア位相アンビギュイティ解決航法解を生成する。
３．航法フィルタは、状態推定値を現在のエポックに伝播させる
４．航法フィルタは、最新の測定値を与えられると、（衛星の質量中心の）位置、姿勢、時計、および／または他の状態推定値を更新する
５．位置、姿勢、および／または時計推定値は、物理学または他のデータ駆動モデルに基づく１つ以上のモデルを使用して、ブロードキャストアンテナ位相中心の位置の予測を生成するために短い期間前方に伝播される。
６．衛星軌道および時計（時計が航法信号のキャリアを生成するのと同じ時計である場合）のこの予測経路は、ブロードキャスト航法メッセージとなる曲線にフィッティングする。この曲線フィッティングは、衛星がユーザにブロードキャストするバイナリ航法メッセージにパッケージ化される。
７．ブロードキャスト軌道および時計メッセージは、最初に修正するための最小時間を満たす規則的な間隔で衛星１１０によってブロードキャストされ得る。
８．物理学ベースの伝播によって計算された軌道および時計状態が、航法メッセージを使用して計算された軌道および時計と異なる場合、新しい航法メッセージが、ブロードキャストキューに入り、自律的完全性監視を実行する
９．ブロードキャスト信号は、ユーザ、および／またはクライアントデバイス１６０などのユーザデバイスによって受信され、正確な軌道データは、ユーザおよび／またはクライアントデバイス１６０が正確な位置および時刻の解を計算することを可能にする。
１０．正確な位置および時刻の解は、例えばクライアントデバイス１６０の表示デバイスを利用することによって、ユーザに（例えば、ユーザの位置が非常に正確であることを示すいくつかの誤差境界を有するマップ上のピンとして）表示することができる。ロボットまたは自律型または高度自動化システムでは、この位置解を本来的に取り入れて、例えば、精密な自律性の測定値として使用することができる。
１．ＧＮＳＳ受信機、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、姿勢決定器からの生データ、および／またはこのシステム内の近隣の衛星からの無線信号は、各衛星１１０によって収集され、かつ／または各衛星１１０に別様に利用可能である。測定値を地上ベースとすることができ、このデータは、データリンクを介して衛星に伝送される。
２．生のＧＮＳＳ測定値は、衛星１１０に搭載された密結合航法フィルタに入力される。例えば、航法フィルタは、軌道判定モジュール３２２を利用することによって実装され得る。フィルタは、図２のリンクの任意の組み合わせによって提供される、ＧＮＳＳ軌道補正量および／または大気補正量などの他の補正データを使用して、密結合ＰＰＰキャリア位相アンビギュイティ解決航法解を生成する。
３．航法フィルタは、状態推定値を現在のエポックに伝播させる
４．航法フィルタは、最新の測定値を与えられると、（衛星の質量中心の）位置、姿勢、時計、および／または他の状態推定値を更新する
５．位置、姿勢、および／または時計推定値は、物理学または他のデータ駆動モデルに基づく１つ以上のモデルを使用して、ブロードキャストアンテナ位相中心の位置の予測を生成するために短い期間前方に伝播される。
６．衛星軌道および時計（時計が航法信号のキャリアを生成するのと同じ時計である場合）のこの予測経路は、ブロードキャスト航法メッセージとなる曲線にフィッティングする。この曲線フィッティングは、衛星がユーザにブロードキャストするバイナリ航法メッセージにパッケージ化される。
７．ブロードキャスト軌道および時計メッセージは、最初に修正するための最小時間を満たす規則的な間隔で衛星１１０によってブロードキャストされ得る。
８．物理学ベースの伝播によって計算された軌道および時計状態が、航法メッセージを使用して計算された軌道および時計と異なる場合、新しい航法メッセージが、ブロードキャストキューに入り、自律的完全性監視を実行する
９．ブロードキャスト信号は、ユーザ、および／またはクライアントデバイス１６０などのユーザデバイスによって受信され、正確な軌道データは、ユーザおよび／またはクライアントデバイス１６０が正確な位置および時刻の解を計算することを可能にする。
１０．正確な位置および時刻の解は、例えばクライアントデバイス１６０の表示デバイスを利用することによって、ユーザに（例えば、ユーザの位置が非常に正確であることを示すいくつかの誤差境界を有するマップ上のピンとして）表示することができる。ロボットまたは自律型または高度自動化システムでは、この位置解を本来的に取り入れて、例えば、精密な自律性の測定値として使用することができる。
【0112】
各衛星１１０は、図５Ａに例示されるような状態推定フローの性能、図５Ｂに例示されるような航法フローの性能、および／または図５Ｃに例示されるようなブロードキャストフローの性能を介して、自律的な軌道判定のためのプロセスを実行することができる。状態推定フロー、航法フロー、およびブロードキャストフローのこれらの別個の描示は、異なるイベントによってトリガされるいくつかの異なるループにおいてプロセスが実行され得るという事実を強調する。衛星処理システム３００を利用して、例えば、軌道判定モジュール３２２、航法メッセージ生成モジュール３２３、および／またはメッセージスケジューリングモジュール３２４をそれぞれ利用することによって、図５Ａ、５Ｂ、および／または５Ｃに例示されるステップのいくつかまたはすべてを実行することができる。
【0113】
図５Ａは、状態推定ループの実施形態を例示している。ループは、特定のレートで実行されるか、または衛星に搭載されたセンサからの新しい測定値に基づいてトリガされるように構成されている。トリガされると、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、ＧＮＳＳ受信機、姿勢センサ（例えば、星追跡装置、水平線センサなど）、この衛星測位システムの近隣の衛星からの信号の無線信号受信機、および他のセンサを含むことができるが、これらに限定されない、搭載センサからの新しい測定値は、航法フィルタによって、正確な状態を計算するために使用される。なお、測定を地上センサから行うこともでき、測定のデータを、図２のリンクの任意の組み合わせを介して衛星に伝送することができる。これらのセンサ測定値は、地上セグメントによって推定される正確なＧＮＳＳ軌道および時計データ（ＰＰＰ補正データ）および／または所望される他の補正データ（大気モデルなど）と併せて使用され得る。この補正データを、図２のリンクの任意の組み合わせを介してアップロードすることができ、衛星に搭載されたメモリに記憶することができる。新たに計算された状態を、現在および／または過去の状態のオンボード履歴ベクトルに保存することができる。追加的に、この新たに計算された状態を、最新の航法メッセージに基づいて、現在時刻における予想状態と比較することができる。誤差メトリックが所与の閾値を超える場合には、航法ループは、図５ｂに記載されるように、新しい航法メッセージを生成するためにトリガされる。予想状態との比較のより詳細な例を、図６に描示する。
【0114】
ＧＮＳＳの典型的な地上ベースの軌道および時計判定は、地上で受信される信号のみを使用する。軌道および時計判定をオンボードにすることにより、衛星が、姿勢を軌道から、ならびに軌道を時計から切り離すのに役立つ追加のセンサを利用することが可能になる。姿勢を切り離すことは、この軌道および時計判定システムを、最小限の姿勢制御しか利用できない小さな衛星を含む多様な衛星で使用することを可能にするため、重要である。例えば、ブロードキャスト信号が天底指向であり、かつ受信されたＧＮＳＳ Ｌ１／Ｌ２／Ｌ５信号が天頂アンテナから受信される衛星構成では、ユーザの正確な測位で考慮されなければならないこれらのアンテナの間に、軽微でないオフセットが存在するであろう。慣性センサは、本質的に軌道効果の影響を受けるだけであって時計効果の影響を受けず、軌道判定および伝播プロセスに統合され、特に極域でＧＮＳＳジオメトリが悪化する際に、軌道誤差と時計誤差とを分離するのに役立ち得る。
【0115】
軌道判定は、特に、地上局が典型的に最も多くの衛星に見えるだけでなく、ＧＮＳＳジオメトリが軌道上で最も弱い極域で、地上の局によって支援され得る。地上局は、より高精度の距離測定を提供することによって、軌道上の衛星によって受信され得る別の測距信号をブロードキャストして、軌道判定を支援することができる。このことにより、測定値を非常に的確に推定器に入力することが可能になる。また、このことにより、地上局は、特定の衛星と直接交信するのではなく、ブロードキャストするのみ（一対多）となり、地上局との直接通信を必要とせずに軌道判定を自律的に保つことが可能になる。地上局はまた、この衛星システムによってブロードキャストされる測距信号を受信することができ、地上局が、地上である推定を行って推定値を衛星に送り返すか、またはより単純には、地上で収集された測定値を軌道上の衛星まで送って、衛星に搭載された推定器で測定値を使用させることが可能になる。地上での測定の収集と軌道上での測定の受信との間の遅延は、推定にいくつかの複雑さを導入し得る。地上局はまた、衛星上の再帰反射器に指向するレーザを装備し、衛星に別の正確な距離測定を提供することができる。再び、次いで、この測定値を地上で使用することができ、推定値を衛星に送ることができるか、または、測定値を直接衛星に送って、搭載推定器で使用することができる。
【0116】
衛星上で計算された正確な軌道判定は、ＧＮＳＳ衛星の正確な軌道および時計推定値からなる精密単独測位（ＰＰＰ）補正データを使用することができる。ＰＰＰデータは、図２に描示されるリンクの任意の組み合わせを介して、地上から衛星に伝送され得る。
【0117】
航法メッセージ作成は、正確な軌道判定レートに依存しない独自のレートに設定され得る、衛星上で実行される第２のループである。航法メッセージ作成のプロセスフローを、図５Ｂに示す。このループは、一定の動作周波数のタイミングによって、または正確な軌道判定レートで計算された、計算された誤差メトリックに基づくトリガによってのいずれかで、トリガされ得る。１つのマニフェステーションは、航法メッセージが、フィルタの予測ステップを実行することによって計算される今後の予想状態に関する最良のフィッティング曲線を計算することによって生成されることである。そのような最良のフィッティング曲線は、航法メッセージの一部として送信されるバイナリメッセージに入れられ得るパラメータのセット（例えば、軌道および時計状態を定義する）を有する。
【0118】
図５Ｃのブロードキャストフローを、再び独立したレートで実行することができ、この時刻は、測距信号上で伝送されるデータに対する所望のデータレートによって指定され、所望される任意の他のデータメッセージとともに、航法メッセージの伝送を処理する。この伝送システムは、メッセージのキューを読み取り、メッセージに含まれるデータを航法信号上に変調し（いくつかの実施形態では、測距信号がキャリア上に変調済みである）、このことは、様々な異なる周波数において可能である。なお、場合によっては、航法信号を作るためにキャリア上に測距のみが変調される。
【0119】
変調されると、その信号は、衛星１１０から伝送され、地上のデバイス（ハンドヘルドデバイス、車両など）、空中のデバイス（飛行機、ドローンなど）、宇宙のデバイス、および／または本明細書で考察されるクライアントデバイス１６０の他の実施形態を含むことができるが、これらに限定されない、少なくとも１つのクライアントデバイス１６０によって受信され得る。クライアントデバイス１６０は、視野内の各衛星１１０までの範囲を測距信号で計算することができ、正確な航法メッセージデータが与えられると、正確な位置を計算することができる。
【0120】
様々な実施形態では、衛星１１０の各々のオンボードの軌道判定プロセスは、衛星が自らのメッセージおよび／または近隣の衛星のメッセージを監視することを可能にする。衛星１１０は、自己監視プロセスを実行するように動作可能であり得る。特に、航法フィルタが衛星の正確な状態を更新する時刻ステップごとに、衛星処理システム３００は、新しく計算された正確な状態を、最新の航法メッセージに記載されるような予想状態と比較することができる。
【0121】
図６は、この自己監視プロセスの例を例証している。この例では、推定ループのレートおよび航法メッセージ生成は、新しい航法メッセージが、予定通りに、測定値が１０回更新されるごとに生成されるようなものである。時刻ｔ０から開始して、航法フィルタは、図上の時刻ステップｔ０において円として示される正確な状態を計算し、図５Ｂと併せて記載されるように、航法メッセージＮ１が生成される。航法メッセージデータを使用して、ｔ０とｔ１０との間の時間窓内のすべての時刻ステップについての予想状態が、予想状態６１０に対応する線として示されている。なお、線、したがって、メッセージは、次のトリガされた航法メッセージ更新の期間よりも長い期間有効であり得る。時間的に進み、図６は、時刻ステップｔ１、ｔ２、およびｔ３における推定状態を示す。これらの時刻ステップの各時刻ステップにおいて、航法メッセージＮ１によって与えられるように、推定状態と予想状態との間の比較が計算される。この例では、これらの比較のいずれもが、比較して好ましくないため、システムは、予定通りに挙動する。
【0122】
時刻ｔ１０における時間窓の終了時に、時間ベースのトリガは、図５Ｂに描示されるように、新しい航法メッセージＮ２が生成されることをもたらす。この新しい航法メッセージは、ここでは、例えば航法信号を介して、規則的な間隔で伝送されているものである。時間を経た新しい予想状態は、再び曲線として、この場合には予想状態６２０で、示されている。時刻ｔ１０～ｔ２０に、新しい時間窓が設定される。
【0123】
時間を経て時刻ステップｔ１６に進み、推定状態（円として示される）と、航法メッセージＮ２を使用して計算されるような予想状態と、の差は、所与の閾値を超え、新しい航法メッセージＮ３の生成のトリガをもたらす。この新しいメッセージは、今後の予想状態、この場合には予想状態６３０の、新しい曲線を有する。
【0124】
ステップｔ２０において時間が新しい時間窓の終了まで進み続けると、新しい航法メッセージＮ４の生成は、予定通りの時間ベースのトリガ挙動によってトリガされる。この新しいメッセージは、今後の予想状態、この場合には予想状態６４０の、新しい曲線を有する。他の変形形態が可能であり、例えば、航法メッセージＮ３が伝送されると、時刻ｔ１６～ｔ２６に新しい時間窓を設定することができる。この時間窓の間、予想状態６３０からの逸脱がない場合、次いで、次の航法メッセージ（Ｎ４）が、この更新された時間窓の満了時のステップｔ２６において送信され得る。
【0125】
この自己監視を実行することに対して、代替的および／または追加的に、衛星１１０を、近隣監視を実行するように構成することができ、衛星１１０は、コンステレーションのいくつかまたはすべての物理的に近隣の衛星を監視するように動作可能である。航法信号を伝送および／または受信する能力を通じて、その場測定に基づく完全性チェックを使用して、任意の１つの特定の衛星または衛星のグループ上の乱れを識別し、任意の問題を迅速に解決し、システムの完全性を維持することができる。各衛星１１０は、図７Ａおよび７Ｂの構成に描示されるように、その軌道平面内および／または近隣の軌道平面内の両方で、その近隣のものにおよび／または近隣のものから、図２に描示される任意のリンクを通して、航法信号２４０および対応する航法メッセージデータを伝送し、かつ／または受信するように、装備され得る。
【0126】
図７Ａは、衛星Ａおよび衛星Ｂを含む複数の衛星１１０のサブセットの２次元の描示を例示している。このサブセットは、衛星Ａに関して「近隣」を構成することができ、すべての衛星１１０は、衛星Ａの視野にあり、かつ／または衛星Ａは、近隣の衛星から航法信号２４０を別様に伝送し、かつ／または受信することができる。衛星Ａのこれらの近隣の衛星は、衛星Ａと同じ軌道平面７１０上の衛星１１０を含むことができ、軌道平面７１０に沿った衛星Ａの両側に１つ以上の衛星を含むことができる。衛星Ａのこれらの近隣の衛星は、代替的または追加的に、異なる軌道平面７００および７２０上の衛星１１０を含むことができる。図７Ｂの地球に対する軌道平面７００、７１０、および７２０の三次元描示に例示されるように、軌道平面７００および７２０は、軌道平面７１０の近隣の軌道平面であり得る。衛星Ｂなどの他の衛星１１０のうちのいくつかまたはすべては、衛星Ａの近隣に衛星１１０の適切なサブセットを含むことができ、かつ／または少なくとも衛星Ａを含むことができる、独自の近隣の衛星を有することができる。
【0127】
この例示的な実施形態では、航法信号２４０は、測距信号と少なくとも航法メッセージデータを含むデータとの両方を含む。しかしながら、他の実施形態では、航法信号２４０は、各衛星が、各衛星の近隣の衛星のための航法メッセージデータを既に知っており、かつ／または図２に描示されるリンクの任意の組み合わせを通して航法メッセージデータを受信するかのいずれかで、測距信号のみを含むことができる。
【0128】
図７Ａに描示される例示的な実施形態では、衛星Ａに対する近隣の衛星（例えば、衛星Ｂ）は、各衛星が自らの推定状態を知っているため、衛星Ａに対する予想範囲測定値を計算することができ、衛星Ａに対する対応する航法メッセージデータを使用して衛星Ａの予想状態を計算することができる。衛星Ｂはまた、衛星Ａからの航法信号２４０を使用して測定範囲を計算することができる。これらの２つの範囲から、誤差メトリックを計算することができる（例えば、範囲残差）。その誤差メトリックが所与の閾値を超える場合には、衛星Ｂは、図２のリンクの任意の組み合わせを通じて、誤った航法メッセージデータをブロードキャストしている可能性があることを通知するメッセージを衛星Ａに送信することができる。この通知は、フラグ、誤差メトリックデータ、および／または、衛星Ａによって潜在的な誤差もしくは他の異常の通知として使用され得る任意のデータを送信できるステータスメッセージの形式であり得る。衛星Ａが、閾値数または閾値割合を超える近隣の衛星からメッセージを受信する場合、衛星Ａは、航法メッセージ内の衛星Ａのステータス情報を更新して、ユーザ（近隣の衛星を含む）に、その航法メッセージデータが信頼されるべきではないこと、したがって衛星を使用すべきではないことを通知することができる。衛星Ａに通知することに対して追加的に、近隣の衛星はまた、近隣の衛星の各々が予定通りに性能発揮していることを条件に、衛星Ａが推定器の誤差を補正するために衛星Ａの状態推定値を検証しかつ更新するために使用することができる誤差情報を送信することができる。
【0129】
図７Ｃは、図７Ｂの軌道平面７００、７１０、および７２０上に衛星の近隣を有するさらなる例示的な場合を描示している。衛星Ａが、閾値数または閾値割合を上回るいくつかの近隣の衛星に対して所与の閾値を超える誤差メトリックを計算する場合、衛星Ａは、衛星Ａが衛星Ａの状態推定値に誤差を有し得ることを自己検出することができ、かつ／または近隣の衛星は、衛星Ａが問題を有し得ることを衛星Ａに警告することができる。衛星Ａは、これらの近隣の衛星について所与の閾値を超える誤差メトリックを計算することに応答して、近隣のものの各々に、近隣のものが誤っている可能性があることを通知することができる（例えば、衛星ＢおよびＣ）。近隣のもの（例えば、衛星ＢおよびＣ）が、誤差メトリックが閾値数または閾値割合を超えていると評価する十分な警告メッセージを受信していない場合、近隣のものは各々、衛星Ａが誤差を伴う近隣の衛星であり得ることを示して、衛星Ａに応答することができる。
【0130】
衛星１１０はまた、衛星コンステレーションシステム１００の一部として、例えば前述したように、宇宙内のユーザおよび／または地球上のユーザによる航法信号２４０の受信および／または使用の性能を向上させる目的で信号パラメータを調整することができる。信号パラメータ（ビーム幅、電力レベル、および／または関心のある他の信号特性など）を調整するためのトリガ条件は、以前のセクションで考察されたトリガ条件に対して、代替的または追加的に、以下を含むことができる。
・例えば、主要都市、またはトリガ条件に対する場所範囲との別様の比較で好ましい地球の上空の衛星１１０の場所を判定すること。結果として、衛星１１０は、ビーム幅を狭めること、および／または信号電力を増加させて、航法信号２４０の受信信号強度を増加させることを支援することができる。
・非常に高密度の航法信号２４０の伝送をもたらす軌道上の１つ以上の衛星１１０（衛星軌道が極軌道である場合、極域上空など）の近接性および／または密度を判定すること。結果として、いくつかのまたはすべての衛星１１０は、例えば衛星１１０に残された残りのバッテリ容量および／または電力余裕に基づいて、伝送をオフにすることを自律的に決定することができる。
・ユーザによって受信された航法信号２４０の品質に影響を与えるとみなされる、他の場所に基づくトリガおよび／または監視に基づくトリガを判定すること。
・例えば、主要都市、またはトリガ条件に対する場所範囲との別様の比較で好ましい地球の上空の衛星１１０の場所を判定すること。結果として、衛星１１０は、ビーム幅を狭めること、および／または信号電力を増加させて、航法信号２４０の受信信号強度を増加させることを支援することができる。
・非常に高密度の航法信号２４０の伝送をもたらす軌道上の１つ以上の衛星１１０（衛星軌道が極軌道である場合、極域上空など）の近接性および／または密度を判定すること。結果として、いくつかのまたはすべての衛星１１０は、例えば衛星１１０に残された残りのバッテリ容量および／または電力余裕に基づいて、伝送をオフにすることを自律的に決定することができる。
・ユーザによって受信された航法信号２４０の品質に影響を与えるとみなされる、他の場所に基づくトリガおよび／または監視に基づくトリガを判定すること。
【0131】
これらのパラメータの設定は、近隣の衛星から受信された情報および／もしくは地上測定値に基づいて、衛星処理システム３００を利用することによって、衛星１１０によって自律的に調整され得、ループにおいて人間を伴う地上セグメントによって、および／もしくは衛星コンステレーションシステム１００の監視データに自律的に基づいて調整され得、ならびに／または衛星の打ち上げ前に構成され、かつ所与の衛星１１０および所与の軌道に対して固定され得る。
【0132】
様々な実施形態では、衛星に対する力は、衛星の配向および正確な測定値に基づいて計算され得、これを利用して、大気密度モデルを構築することができる。低高度の多くのＬＥＯ衛星が、大気の抵抗力に起因する力を感じる。上層大気は非常に薄いが、上層大気は、予防措置を講じない限り、最終的にこれらの衛星の軌道離脱につながるかなりの力を提供する。既存の粗いモデルは、上層大気の空気の密度に使用され得るが、この密度は、時間的または空間的に一定ではないことが知られている。衛星コンステレーションシステム１００は、図５Ａ～５Ｃと併せて記載されるように、正確なＧＮＳＳ測定を行うことが可能であり得、したがって、正確に知られた位置および速度を有することができる。衛星１１０はまた、衛星１１０の配向（姿勢）を正確に知ることができ、したがって、衛星に作用する力のなかでもとりわけ、太陽放射圧および／またはアルベド放射圧による予想される力を計算することができる。すべての他の大きい軌道摂動が考慮されると、この情報は、衛星上および／または地上で処理され、所与の衛星１１０に作用する大気の抵抗力の大きさを判定するために使用され得る。この抵抗力が計算されると、これらの特定の衛星１１０の位置における大気の密度を計算することができる。衛星１１０の密集したコンステレーション、および各衛星１１０からのこのデータにより、上層大気密度のモデルは、空間的および／もしくは時間的に、または他の手段を通じてのいずれかで値を補間することによって、生成され得る。結果として生じる大気密度モデルは、大気密度モデルデータを受信することができる衛星１１０および／または同様の軌道上の任意の他の衛星の軌跡予測を支援するために使用され得る。追加的に、これらのモデルは、上層大気密度の予報を作成するための基礎を形成することができる。
【0133】
様々な実施形態では、特定のユーザは、衛星コンステレーションシステム１００のネットワークを拡張するために航法信号を伝送するノードになり、実質的により多くの航法信号および改善されたサービスを生じさせることができる。これらの追加のノードを、本明細書で考察されるクライアントデバイス１６０のうちのいずれかのハードウェアおよび／またはソフトウェアを利用して実装することができ、例えば、自らの衛星処理システム３００を装備し、かつ／または本明細書で考察されるような衛星１１０の機能の一部またはすべてを実行するように動作可能である。これらの追加のノードは、静的であり、例えば、インフラストラクチャに固定され、かつ／または特定の一定かつ／もしくは既知の場所に設置され得る。これらの追加のノードは、代替的に、モバイルであり、例えば、場所が変化するモバイルデバイスおよび／または車両に対応し得る。
【0134】
地上に追加の航法信号を配信するための地球低軌道上の衛星を用いたこの航法コンステレーションスキームで軌道判定がどのように行われるかと同様に、すべての他の空中および地上の受信機は、同じ正確な測位スキームを採用することができ、ひいては、同様の航法信号を伝送して、はるかに大きい包括的な航法ネットワークを作成することができる。各追加の受信機は、より実質的な航法信号のネットワークのノードとして機能し、協調的な測位と現在のＧＮＳＳが不足した環境との両方を支援する。
【0135】
衛星コンステレーションシステム１００からの衛星１１０と同様の推定プロセスを採用することによって、ユーザデバイスまたは他の専用の地上または空中の航法ノードは、自らの航法信号を作成し、かつ／または伝送することができる。このことにより、伝統的に困難なＧＮＳＳ環境でのより堅牢な測位のために、実質的により多くの信号が生じる。一実施形態では、これらの航法信号は、衛星コンステレーションシステム１００の一部としての衛星によって伝送されるものとほぼ同一であり得る。他の実装形態では、特定のアプリケーションまたはユースケースに対して異なるスキーマが考慮され得る。これは、光学式および／または超音波を含むが、これに限定されない、異なる電磁スペクトルまたは他の伝送様式の使用を含み得る。これはまた、異なる数の伝送周波数または信号変調を含むことができる。
【0136】
例として、いくつかの空中ベースおよび地上ベースのロボットシステムが動作している密集した都市環境を考える。建物の上方で飛行する航空システムは、正確でセキュアな測位のために、ＧＮＳＳ衛星と衛星コンステレーションシステム１００衛星航法信号との組み合わせに見通し線信号を利用することができる。位置解を計算すると、この空中プラットフォームは、衛星コンステレーションシステム１００の衛星とほぼ同じ方式で、自らの航法メッセージをブロードキャストすることができる。これは、潜在的に固定インフラストラクチャを含む、ネットワーク内の空中および他の航法ノードとともに、都市の谷間の見通し線に著しい多様性を追加し、地上車両の航法を実質的に支援する。例えば、特定の高い建物の上部の角は、インフラストラクチャノードの場所の良い候補であり得、空および下の道路に明確な見通し線を有する。この問題をさらに支援するために、地上車両は、自らの航法信号をブロードキャストして、現在も相対的な範囲測定がマルチエージェント航法システムに役立つ、ストリートレベルでの協調的なローカライゼーションを改善することができる。
【0137】
様々な実施形態では、衛星コンステレーションシステム１００は、そのユーザに安全なデータを提供することができる。民生用に利用可能である現在のＧＮＳＳ信号は、既知の信号およびデータ構造とともに暗号化されずにブロードキャストされる。このことは、ＧＮＳＳを測位の標準的なベアラとして世界的に採用する上で極めて重要であったが、ＧＮＳＳサービスに依存するものの数が増えてくるにつれて、ＧＮＳＳの脆弱性がより顕在化してきた。そのような低電力でのＧＮＳＳは、意図せずに妨害されることが多く、その信号構造が公開されていることから、悪意のあるスプーフィング攻撃を受けやすい。
【0138】
衛星コンステレーションシステム１００は、航法データとともに拡散コードの完全暗号化を実行することによって、従来のＧＮＳＳサービスを改善する。この場合、異なるレートで異なるデータを提供する複数のチャネルがあり得る。このことは、より低いレートで変調された暗号化されたデータとともに、コードシフトキーイングの組み合わせを使用して達成される。適切な場合、データは、前方誤差修正を可能にする低密度パリティチェックスキームを使用して符号化され、衛星は、高い堅牢なデータレートで地上ユーザにデータを配信することが可能になる。
【0139】
暗号化鍵は、例えば、いくつかまたはすべてのクライアントデバイス１６０によって、衛星１１０から航法信号２４０を受信するために利用される受信機内の耐タンパー性ハードウェアのいくつかのマニフェステーションにおいて、クライアントデバイス１６０のメモリにローカルに記憶され得る。各クライアントデバイスの鍵は、階層化されたマークル－ダンガード木に属する葉であり得、この衛星コンステレーションシステム１００に、任意の数のクライアントデバイス１６０にサービスを提供する能力を与える一方、サービス利用規約を破るいかなる者にもサービスを拒否することができる。これらの鍵は、永続的なユーザと一緒にサブスクリプションプランを可能にする、所定の間隔で一括して変更され得る。これらの切り替えは、セキュアな一方向機能を使用して実施され得る。
【0140】
暗号化された信号には、いくつかの取得方法があり得る。合理的な範囲内で場所および時刻に関する既存の知識を有する任意のクライアントデバイス１６０は、並列探索戦略を使用して信号の直接取得を実施することができる。すべての他のクライアントデバイス１６０は、必要な計算リソースがこれらのクライアントデバイスに利用可能であるため、これらの信号を直接取得することができる。コンステレーションからの単一の衛星を取得すると、粗いアルマナックが回収され、ユーザは、すぐに視野に入る衛星を予測しながら、さらに視野に入り得る任意の他の衛星を見つけることが可能になる。
【0141】
単一の衛星が視野にあると、既知の場所にあるクライアントデバイス１６０は、それらの時刻についてのセキュアな知識を有することができる。同様に、４つの位置ドメインパラメータ（緯度、経度、標高、時計バイアス）のうちの３つを知っている任意のユーザは、この衛星システムで４つ目をセキュアに判定することができる。セキュアな時刻の例では、受信機が、調査され、既知の緯度、経度、および標高を有する。セキュアなタイミングサービスを提供するために、受信機は、単一の衛星信号のみを取得する必要がある。ユーザから衛星まで計算された擬似範囲は、調査された受信機の場所を知っている衛星までの予測範囲を差し引くことができる。時計バイアスは、この差から計算され得る。信号およびデータが暗号化されていることから、ユーザは、信号がこのコンステレーションの信頼できる衛星からのものであると信頼することができ、したがって、時計バイアス計算を信頼することができる。４つの衛星が視野にあると、これらの衛星信号を使用するための明確にセキュアな位置および時刻の解を解決することができる。
【0142】
衛星コンステレーションシステム１００のセキュアなサービスに対応するアプリケーションデータは、クライアントデバイス１６０の少なくとも１つのメモリに記憶され得る。例えば、アプリケーションデータは、ネットワーク２５０を介して衛星コンステレーションシステム１００と関連付けられたサーバシステムからダウンロードするために、クライアントデバイス１６０によって受信され得、かつ／または衛星１１０によって伝送される信号で受信され得る。このアプリケーションデータおよび／またはクライアントデバイス１６０のメモリに記憶された他の実行可能命令が、クライアントデバイス１６０の少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、これは、クライアントデバイス１６０に、それらの鍵をセキュアに取得し、かつ／もしくは更新すること、それらの鍵を利用して、衛星１１０から受信された暗号化された信号に基づいてそれらの位置および／もしくは時刻をセキュアに判定すること、および／またはそれらの鍵を利用して、偽装エンティティでとは対照的に、衛星１１０から受信されることによって、伝送される際の受信信号の真正性を確認することを行わせることができる。
【0143】
様々な実施形態では、衛星コンステレーションシステム１００は、宇宙ベースのＧＮＳＳコンステレーション監視を実行するように動作可能であり得る。ＧＮＳＳ衛星の障害は、計算された位置に組み込まれた場合に、深刻な測位誤差を生じ得る。ＧＮＳＳ信号を航空などの安全性クリティカルアプリケーションに組み込むために、そのような障害事象に対してこれらのアプリケーションの性能を常に監視しなければならない。これらのアプリケーションで使用される多くの受信機は、障害があり得る信号を検出して除外するために、受信機による完全性の自律的監視（ＲＡＩＭ）などの自律的監視技術を組み込んでいるが、コード位相測位を使用する受信機の自律的完全性技術には、いくつかの衛星障害を簡単には観察することができないという点で厳しい制限がある。これらの技術は、真の位置が、計算された位置から３分の１マイル以内であることを確保するには十分であり得るが、真の位置で、保護レベルとしても知られる、より厳しい境界を得るためには、局所的または広域的な監視技術を採用する必要がある。衛星監視は、衛星ベースの拡張システム（ＳＢＡＳ）として知られるシステムを通じて達成され得る。既存のシステムでは、関心の領域内の基準局は、これらの測定値を使用して、存在し得る種々の誤差源を推定することができる。これらの誤差推定値は、中央処理施設に渡され、そこで誤差推定値は、次いで、静止衛星からの衛星リンクを介してユーザにブロードキャストされる。これらのシステムは、衛星障害を検出し、例えばそのような障害の開始から６秒以内に、ユーザに警告をブロードキャストすることができる。
【0144】
同様のＧＮＳＳ衛星障害監視は、図５Ａ～５Ｃと併せて記載されるように、衛星１１０がキャリア位相精密測位技術を使用している場合に、ＬＥＯ上の衛星１１０によって実施され得る。自律的完全性監視技術を使用して、例えば並行して実行されるＧＮＳＳ衛星のサブセットを使用して位置解を計算することによって、正確な保護レベルを達成することができる。例えば、視野にＮ個の衛星がある場合、１個のＧＮＳＳ衛星を除外した場合に算出されるＮ＋１個の位置解がある。これらの解は、計算された位置の保護レベルを導出するために、互いに比較される。単一のＧＮＳＳ衛星に障害がある場合、Ｎ＋１個のすべての解は、そのＧＮＳＳ衛星を除外したサブセット解を除いて、真の位置から逸脱し始める。解が閾値で設定された量だけ分離した場合には、ＧＮＳＳ衛星から発せられるＧＮＳＳ信号に障害があると判定され得る。これらのサブセットを計算し、かつ解を所与の閾値と比較することによって、衛星１１０は、解が所与の閾値を超えて分離されている場合、ＧＮＳＳ衛星が不良測定値を生成していたことを知ることができ、次いで障害のあるＧＮＳＳ衛星についての警告情報を伝送することができる。
【0145】
ＬＥＯ上の単一の衛星１１０は、上記の方法を使用して、不良のＧＮＳＳ測定値を検出することができる。衛星コンステレーションシステム１００は、同じ障害のあるＧＮＳＳ衛星の観点で複数の衛星１１０を有し得る。このため、そのようなＧＮＳＳ衛星障害の可観測性が大きくなり、このことにより、障害のあるＧＮＳＳ衛星を観測するすべての衛星１１０は、合意を形成することが可能になり、したがって、ユーザに警告する決定での信頼度がより高まる。この技術は、現在のすべてのＧＮＳＳ衛星の健全性監視が地上の基準局によって実施されるのに対して、これが、このタスクを自律的に実施する衛星ベースの解を提供する点で、既存のサービスとは異なる。衛星コンステレーションシステム１００はまた、図２のリンクの任意の組み合わせを通じて、観測されたＧＮＳＳ衛星障害がある場合に、航法メッセージまたは他の警告データを介してユーザに警告を伝送することが可能であり得る。
【0146】
ＧＮＳＳ障害の他に、衛星コンステレーションシステム１００はまた、ＧＮＳＳ衛星の性能を記述するパラメータを伝送することができる。衛星コンステレーションシステム１００は、上記で概説した方法を使用して、ＧＮＳＳ衛星の複数の正確な同時観測を提供することができる。次いで、これらの観測結果を、ＧＮＳＳ受信機によって使用される補正および信頼度パラメータとしてまとめ、伝送することができる。
【0147】
このようにして衛星１１０を利用してＧＮＳＳ障害を検出し、かつ／または伝送のためのＧＮＳＳ衛星の性能を記述するパラメータを決定することによって、ＧＮＳＳシステムは、宇宙内で完全に監視され得る。このことは、地上ベースの基準局または地上ベースの中央処理施設に何ら依存することなく、このＧＮＳＳ監視を容易にすることによって、既存のシステムの改善を提示する。既存のシステムは、地上ベースの設備ではなく衛星１１０を利用した結果として、より良いジオメトリ、より高い信号強度、およびより多くの数の衛星が視野にあることに起因して、さらに改善される。
【0148】
図８Ａ、８Ｂ、および８Ｃは、衛星コンステレーションシステム１００からの視野にある衛星１１０の数の関数としての、地上および／または空中のユーザに利用可能なサービスレベルを例示している。図８Ａは、クライアントデバイス１６０が車両などのモバイルユーザに対応する、１つの衛星１１０が視野にあるシナリオを示す。ＧＮＳＳ衛星と併せて使用する場合、衛星１１０は、ＧＮＳＳの精度を高めるためのデータを提供することができる。衛星１１０は、追加の距離および距離レート情報を提供するための航法信号をさらに追加する。衛星１１０と関連付けられた急速なジオメトリ変化により、正確な測位の迅速な初期化が可能になる。このため、これはＧＮＳＳを増強し、精度を向上させる。図８Ｂは、１つの衛星１１０が視野にある静的ユーザに対応するクライアントデバイス１６０の場合を示す。この場合、静的ユーザの位置が既知であるため、衛星１１０は、航法信号が暗号化されて提供される場合にタイミング情報のセキュアなソースを提供し、これはＧＮＳＳなしで使用され得る。
【0149】
図８Ｃは、４つ以上の衛星１１０が、表された自動車などのクライアントデバイス１６０の視野にあるように、衛星コンステレーションシステム１００が十分な衛星を有するシナリオを示す。このシナリオでは、衛星コンステレーションシステム１００からの十分な数の独立した航法信号２４０が利用可能であり、これにより、航法信号２４０の排他的な使用によって高精度をサポートすることができ、かつ／または航法信号が暗号化を伴って提供される場合に、完全な暗号化を伴う高度にセキュアな位置解をサポートすることができる。
【0150】
考察された衛星コンステレーションシステム１００の様々な機能を利用して、１つ以上の他のアプリケーションを実装することができる。例えば、衛星コンステレーションシステム１００を、海洋システムによって利用することができ、１つ以上のクライアントデバイス１６０が、１つ以上のボートまたは他の海洋システムに搭載され、かつ／または別様に対応する。衛星コンステレーションシステム１００は、海洋システムに精密測位を提供することができ、精密測位は、地図作製、氷航法、氷経路決定、および港湾運用のために海洋システムによって利用され得る。正確な位置情報は、海洋状況認識を改善するために、近隣の海洋システムとさらに共有され得る。このことは、異なる船舶間、または静的海洋要素（例えば、灯台）と船舶との間で情報が共有される場合、（特に、信号１３２がより受信しにくい北極で）はるかに良い精度に起因して、これらのシステムの安全性（例えば、悪天候で）を大きく改善することができる。認証および／または暗号化を利用して、ＧＮＳＳスプーフィングからの保護を行うことができる。衛星コンステレーションシステム１００によって提供される位置セキュリティは、例えば乗組員が搭乗せずに動作する自律型または高度自動化船舶によって利用される、資産追跡のための海洋システムによって利用され得る。したがって、ボートおよび／または他の海洋システムは、クライアントデバイス１６０として実装され得る。
【0151】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００を、バンキングシステムまたは他のエンティティによって利用して、トランザクション認証を実行することができる。金融トランザクションおよび／または他のトランザクションを実行するエンティティに、場所ベースのセキュリティを提供することができる。例えば、位置セキュリティは、バンキングおよび他のパスワード保護された重大な機能における２段階認証の形態として使用され得る。これはまた、選挙における有権者の不正行為からの保護を提供するために、投票システムによって利用され得る。セキュアなトランザクションを実行するために利用されるＡＴＭマシン、投票マシン、および／または他の機器が、クライアントデバイス１６０として実装され得る。
【0152】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００を利用して、インフラストラクチャの時刻同期を可能にすることができる。衛星コンステレーションシステム１００は、タイミングを提供するインフラストラクチャーシステムにセキュアなタイミングの追加のソースを提供することができる。異なるインフラストラクチャエンティティにわたるクライアントデバイス１６０を利用して、発電所、データセンター、電気通信ハブ、セルラタワー、金融機関、および／または他の重大なインフラストラクチャにわたってタイミングを同期させることができる。
【0153】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、金融トランザクションのタイミングトレーサビリティのためのソースとして利用され得る。衛星コンステレーションシステム１００は、正確かつ信頼できるタイミングトレーサビリティを必要とする支払い証明システムおよびアプリケーションに必要とされるタイミングトレーサビリティのための追加のソースを提供することができる。例えば、ニューヨーク証券取引所でのトランザクションは、法的な目的でタイミングトレーサビリティを必要とする。これらのトランザクションのタイミングは、典型的には、ＧＰＳ測定を通じて、ＵＳＮＯで管理されるもののような国内のタイミングセンターまで追跡される。衛星コンステレーション１００を使用してクライアントデバイス１６０から取得された測定値は、タイミングトレーサビリティのこれらの方法を支援するか、または置き換えることができる。
【0154】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、個々の出荷コンテナ、荷物、車両資産、および／または船舶資産のセキュアな追跡を提供するためにサプライチェーン管理において利用され、より詳細な情報および／または目的地への到着の確認を伴う管理を可能にすることができる。個々の出荷コンテナ、荷物、車両資産、および／もしくは船舶資産を、クライアントデバイス１６０として実装し、かつ／またはクライアントデバイス１６０に結合して、これらの資産を所有するエンティティによって、またはこれらの資産のおよび／もしくはこれらの資産による輸送および／もしくは配送を別様に監督するエンティティによって、これらの資産のセキュアな追跡を可能にすることができる。
【0155】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、測量および／または地図作製で利用され得る。特に、衛星コンステレーションシステム１００を利用して、自律型もしくは高度自動化アプリケーションおよび／または安全性クリティカルアプリケーションのための高精細マッピングを可能にしながら、精度、完全性、および／またはセキュリティを提供することができる。測量および／または地図作製機器は、クライアントデバイス１６０として実装され得る。
【0156】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、自律型または高度自動化道路車両によって利用され得る。自律型または高度自動化道路車両は、衛星コンステレーションシステム１００によって提供されるような、高い完全性（安全性クリティカル）、正確かつセキュアな測位を必要とする。自律型または高度自動化道路車両を、クライアントデバイス１６０として実装することができ、衛星コンステレーションシステム１００は、自律型または高度自動化道路車両のジオフェンシング、車線決定、および車両制御を可能にすることができる。
【0157】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、自律型または高度自動化モバイルロボットプラットフォームによって利用され得る。衛星コンステレーションシステム１００は、自律型または高度自動化モバイルロボットプラットフォームがクライアントデバイス１６０として実装される小領域、出荷ヤード、または都市内の商品の移動／配送を対象とするモバイルロボットプラットフォームの位置精度および／またはセキュリティを提供することができる。
【0158】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、自律型または高度自動化航空機、都市型航空機、ドローン、および／もしくはＵＡＶによって利用され得る。自律型または高度自動化航空機は、衛星コンステレーションシステム１００によって提供されるような、高い完全性（安全性クリティカル）、正確かつセキュアな測位を必要とする。したがって、自律型または高度自動化道路車両は、クライアントデバイス１６０として実装され得る。衛星コンステレーションシステム１００は、空域の自律型もしくは高度自動化航法および管理、ならびに／または完全自動離陸、タクシー、および着陸などのサービスを可能にすることができる。
【0159】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、資産追跡および／またはフリート追跡で利用され得る。これには、ＵＡＶ、トラックおよび車両のフリート、ならびにオートバイ、スクータ、および／または他の「ラストマイル」デバイスサービスなどの資産の追跡が含まれ得る。したがって、これらの資産は、クライアントデバイス１６０として実装され得る。これらのサービスの利用には、例えば、所与の駅でオートバイのロックを解除するため、かつ／または資産の返却時にユーザの保証金を返却するために、精度およびセキュリティが必要とされる。
【0160】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、輸送サービスによって利用され得る。相乗りシナリオでは、衛星コンステレーションシステム１００は、精度とセキュリティとの両方を提供する。特にロボタクシー環境では、問題の車両を正しく判定するために正確な航法が必要とされる、乗客と車両とのペアリングを支援するために精度が必要とされる。さらに、場所のセキュリティにより、運転者が乗車を偽装するか、または利用者を誤った方向に導くのを防止し、同様に、乗客が乗車場所の観点から運転者（またはロボタクシー）を誤った方向に導くのを防止する。したがって、これらの車両は、クライアントデバイス１６０として実装され得る。
【0161】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、ロボット農業で利用され得る。農産業は、機械制御のための正確なＧＮＳＳ補正を開拓して、依然として、田畑などの特徴のない環境でのローカライゼーションのための主要なセンサである。現在、トラクタは運転者を必要とするが、より自律的になるか、または高度自動化されるにつれて、運転者は存在しなくなり、測位のセキュリティが重大になる。農業における他のロボットプラットフォームとしては、ＵＡＶ、車輪、脚、トラック、および／または関節式マニピュレータアームを有する移動式ロボットプラットフォームを挙げることができる。したがって、この農業機器の一部またはすべては、クライアントデバイス１６０として実装され得る。
【0162】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、モノのインターネット（ＩｏＴ）および／または「ビッグデータ」セキュリティで利用され得る。地理空間的な意味でデータを世界に結びつけるＩｏＴデバイスが普及するにつれて、このデータの重大性が増大する。定期的なセキュリティチェックとして静止していても、ＩｏＴネットワークのデバイスは、場合によっては屋内でさえあるその場所をチェックして、設置場所が、不注意でまたは別様に改ざんされていないかことを検証することができる。したがって、ＩｏＴデバイスは、クライアントデバイス１６０として実装され得る。
【0163】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、保険エンティティで利用され得る。例えば、自律型または高度自動化システムインタラクションが増加するにつれて、より重要になるものに誰が責任を持つのか、およびセキュアな地理的位置情報が、解決において重大になる。
【0164】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、本明細書で考察されるように、環境監視で利用され得る。電波掩蔽データを通じて、科学モデルならびに気象予測モデルを改善するために、大気マップの改善された空間的および時間的分解能を確立することができる。
【0165】
代替的または追加的に、衛星コンステレーションシステム１００は、図８Ｄおよび８Ｅに例示されるように、様々な宇宙アプリケーションで利用され得る。クライアントデバイス１６０は、宇宙ユーザ８００および宇宙ユーザ８１０などの宇宙ベースのデバイスによって実装され得る。衛星コンステレーションシステム１００よりも高い高度（宇宙ユーザ８１０）とより低い高度（宇宙ユーザ８００）との両方の軌道上のユーザは、図８Ｄおよび図８Ｅに示されるように、ＧＮＳＳと連携して、または独立してのいずれかで、衛星コンステレーションシステム１００を利用して、軌道判定で使用するためのセキュアかつ／または精密な場所を取得することができる。航法信号２４０のビーム幅を、衛星コンステレーションシステム１００よりも高いユーザを可能にする全方向信号であるように設計および／または調整することができ、かつ／または衛星１１０に搭載された複数のアンテナは、様々な方向に指向されたより指向性のビーム幅を有する航法信号２４０の伝送をサポートすることができる。
【0166】
図８Ｆは、クライアントデバイス１６０が車両などのモバイルクライアントデバイスに対応する、１つの衛星１１０が視野にある別のシナリオを提示している。コンステレーション１２０のＧＮＳＳ衛星と併せて使用される場合、衛星１１０は、ＧＮＳＳシグナリング１３２の精度を高めるためのデータを提供することができる。以前に考察されたように、衛星１１０は、追加の範囲および範囲レート情報を提供するための航法信号２４０をさらに追加する。衛星１１０と関連付けられた急速なジオメトリ変化により、正確な測位の迅速な初期化が可能になる。
【0167】
しかしながら、この例では、追加の航法信号２４０’は、地上の航法局などの地上局１６０－１、ＵＡＶ１６０－２などの航空機、および１つ以上の他の車両１６０－３から受信される。様々な実施形態では、航法信号２４０’は、航法信号２４０と同様にフォーマットされ、ＧＮＳＳの精度をさらに増強し、モバイルデバイス１６０の位置、航法、およびタイミングの精度を改善する。さらに、各々が精度に基づいて各々の位置を判定している近接した多くの車両１６０－３の存在により、車両に、これらの車両の位置を共有し、かつグループとして位置、航法、および／またはタイミングの精度を集団的に向上させるために、メッシュ航法ネットワークで動作する機会を提供する。さらに、そのようなメッシュネットワーク構成における航法メッセージ２４０’の共有を使用して、クライアントデバイス１６０－１、１６０－２、および１６０－３に近接するモバイルジャマーの信号特性を識別し、モデル化し、モバイルジャマーを追跡することができる。様々な実施形態では、クライアントデバイス１６０－１、１６０－２、および／または１６０－３は、例えば、対応するデバイスのユーザが、自らの航法メッセージ２４０’の生成をオプトインするかまたはオプトアウトするか否かを示す、記憶されたユーザプリファレンスに応答する。
【0168】
さらに例示されるように、暗号化された信号、または地上の真のタイミング基準を提供する他のセキュアな信号などのセキュアなタイミング信号８５２を伝送する時刻転送衛星８５０が提供される。時刻転送衛星８５０は、その目的に特化された専用衛星を介して実装され得る。１つ以上のスプーフィング局が有効な信号１３２および／または１４０をキャプチャし、繰り返す、スプーフィングシナリオを考える。セキュアなタイミング信号８５２を、クライアントデバイス１６０によって使用して、これらの局によって繰り返される信号１３２および／または１４０におけるタイミングが、セキュアなタイミング信号８５２の地上の真のタイミングからある許容可能なタイミング閾値だけ変動することを判定することによって、スプーフィング局を検出することができる。
【0169】
さらなる例では、時刻転送衛星８５０は、衛星間リンク２３０を介して送信される指令および制御シグナリングを介して、この目的に特化された１つ以上の他の衛星１１０を介して実装され得る。時刻転送衛星８５０の役割は、衛星のメモリ使用量、他の衛星のメモリ使用量、衛星とバックホール受信機との間の距離、衛星のバッテリ残量、衛星のバッテリ残量と他の衛星のバッテリ残量との差、衛星がより多くの電力を生成することができる推定時間、他の衛星がより多くの電力を生成することができる推定時間、大気条件を示す大気データ、および／または特に他の衛星１１０の１つ以上の状態と比較した場合の特定の衛星の他の状態に基づいて、衛星１１０のいずれかに割り当てられ得る。
【0170】
ＬＥＯコンステレーション１００の完全性監視が、１つ以上の特定の衛星１１０が正確な軌道測位を生成することができなくなると判定する別の例を考える。これらの特定の衛星１１０の役割は、セキュアなタイミング信号８５２を提供する縮小された機能に降格され得る。
【0171】
図９Ａは、様々な実施形態による例示的なクライアントデバイスを例示する概略ブロック図である。特に、アンテナ９０２を有する全地球測位受信機９０４と、メモリ９３０および１つ以上のプロセッサ９４０を有し、モバイルデバイスの特定の機能を切り捨てる追加のモバイルデバイスコンポーネントおよびアプリケーション９２５をさらに有する処理システム９２０と、を含むモバイルデバイス９００が提示される。例えば、モバイルデバイス９００は、自動車、タブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、ラップトップコンピュータ、別のモバイルコンピュータもしくはコンピュータシステム、航法デバイス、デバイスロケーションシステム、気象システム、海洋航法システム、レール航法システム、航空機、農業用車両、測量システム、自律型もしくは高度自動化車両、ＵＡＶ、またはタイミング、航法、および／もしくは測位を生成することによって動作する他のモバイルデバイスであり得る。
【0172】
様々な実施形態では、全地球測位受信機９０４は、ＧＮＳＳコンステレーション１２０の全地球航法衛星（ＧＮＳＳ）衛星１３０から１つ以上の周波数チャネル内の信号１３２を受信するように、かつこれらの信号を、各々が範囲内のＧＮＳＳ衛星１３０の各々についての時計情報およびエフェメリス情報を含む測距信号を有する、ＧＮＳＳ信号９１２に、ダウンコンバートするように構成された、ＲＦ部を含む。同様に、ＲＦ部は、コンステレーション１００の衛星１１０から１つ以上の周波数チャネル内の１つ以上の航法信号２４０を受信するように、かつこれらの信号を、各々が範囲内の衛星１１０の各々についての時計情報およびエフェメリス情報を含む航法メッセージを含む測距信号を有する、ＬＥＯ信号９１０に、ダウンコンバートするように構成されている。追加的に、航法メッセージは、ＰＰＰ補正メッセージ、他の時計および軌道補正データ、１つ以上の衛星１１０の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、および／または１つ以上の衛星ＧＮＳＳ衛星１３０の健全性に関連するコンステレーション完全性情報などの、ＧＮＳＳ衛星１３０と関連付けられた補正データを含むことができる。さらに、ＬＥＯ信号９１０は、例えば、本明細書で考察されるような、指令および制御データ、ＲＯデータ、大気データもしくは気象データ、セキュア時計データ、暗号化およびセキュリティ情報、ならびに／または衛星１１０によって生成もしくは伝送される他のタイプのデータのいずれかを含む、航法信号２４０に含まれる他のデータを含むことができる。
【0173】
処理システム９２０は、例えば精密な位置、航法、およびタイミングのために、そのような情報を使用するモバイルデバイスコンポーネントおよびアプリケーション９２５による使用のために、ＧＮＳＳ信号９１２および／またはＬＥＯ信号９１０に基づいて、向上した位置およびタイミングデータ９２２を生成するように構成されている。追加的に、他のデータ９２４は、例えば、指令および制御データ、ＲＯデータ、現在の気象状態、気象図、および／もしくは予測気象モデルを含む大気データまたは気象データ、セキュアな時計データ、暗号化およびセキュリティ情報、衛星１１０によって生成もしくは伝送される他のタイプのデータのうちのいずれかを含む、ＬＥＯ信号９１０から、処理システム９２０によって復調もしくは別様に抽出され得るか、または航法信号２４０および／もしくは信号１３２に基づいて、処理システム９２０によって生成され得る。様々な実施形態では、コンステレーション完全性情報は、不良として識別された衛星に対応する信号１３２および／または航法信号２４０を除外するか、または別様に無視するために、処理システム９２０によって使用される。
【0174】
処理システム９２０の動作は、例えば、各衛星１１０および１３０と関連付けられた疑似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードを介して測距信号のタイミングでロックインすることと、ＧＮＳＳ信号９１２からの測距信号を復調し、復号化して、受信機の範囲内のＧＮＳＳ衛星１３０から関連付けられた航法メッセージを生成し、抽出することと、ＬＥＯ信号９１０の測距信号に含まれる航法メッセージを復調し、復号化して、ＧＮＳＳ信号９１２の補正データとともに各衛星１１０と関連付けられた正確な位置およびタイミングデータを抽出することと、ＧＮＳＳ衛星１３０からの航法メッセージから位置およびタイミング情報に補正データおよび大気データを適用することと、をさらに含むことができる。様々な実施形態では、一次電離層遅延は、二重周波数ＧＮＳＳ測定値の組み合わせを使用して軽減される。それ以外の場合、電離層および対流圏の遅延は、ＲＯデータに基づいて生成された大気モデルを使用して補正され得る。さらに、処理システム９２０は、例えば、軌道位置、時計誤差、電離層遅延、対流圏遅延および／またはキャリア相誤差が推定状態である、カルマンフィルタ、拡張カルマンフィルタなどの閉ループ状態推定技術、または他の推定技術を使用することができる。衛星１１０および１３０の各々の軌道位置およびタイミングに航法方程式を採用する測位計算によって、生成向上した位置およびタイミングデータ９２２の正確な位置を生成することができる。
【0175】
暗号化が航法信号２４０に採用される場合、復号化は、測距信号にセキュアにロックオンするために、かつ／またはそこからデータをさらに抽出するために、全地球測位受信機９０４およびまたは処理システム９２０によって採用され得ることに留意されたい。
【0176】
以下の例を考える。全地球測位受信機９０４は、非ＬＥＯ衛星１３０などの衛星の非ＬＥＯコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、少なくとも１つの衛星１１０からの航法メッセージを含む航法信号２４０を受信する。また、全地球測位受信機９０４は、非ＬＥＯ衛星１３０から信号１３２を受信する。１つ以上のプロセッサ９４０は、プロセッサに、補正データを信号１３２に適用して、補正されたシグナリングを生成することと、航法メッセージおよび補正されたシグナリングに基づいてモバイルデバイスの位置に対応する向上した位置データを生成することと、を含む動作を実行させる動作命令を実行するように構成されている。このようにして、ＰＰＰ補正メッセージ、他の時計および軌道補正データ、１つ以上の衛星１１０の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、および／または１つ以上の衛星ＧＮＳＳ衛星１３０の健全性に関連するコンステレーション完全性情報を使用して、非ＬＥＯコンステレーションの衛星から受信された信号１３２から、かつタイミング信号、および衛星１１０と関連付けられた軌道位置にさらに基づいて、より正確な位置、航法、およびタイミングを生成することができる。
【0177】
さらなる例を考える。全地球測位受信機９０４は、４つ以上の衛星１１０からの航法メッセージを含む航法信号２４０を受信する。１つ以上のプロセッサ９４０は、航法メッセージに基づいて、モバイルデバイスの位置に対応する向上した位置データを生成することを含む動作をプロセッサに実行させる動作命令を実行するように構成されている。このようにして、１つ以上の衛星１１０の健全性に関連するコンステレーション完全性情報を含み得る航法メッセージを使用して、タイミング信号、および衛星１１０と関連付けられた軌道位置に基づいて、より正確な位置、航法、およびタイミングを生成することができる。
【0178】
図９Ｂは、様々な実施形態による例示的なクライアントデバイスを例示する概略ブロック図である。特に、共通の参照番号によって参照される図９Ａと併せて提示される多くの共通要素を含む別のモバイルデバイス９００が提示される。しかしながら、この例では、追加の航法信号２４０’は、航法信号２４０’のソースを提供する、地上のＧＰＳ局または他の地上局などの、地上局１６０－１から受信される。航法信号２４０’は、航法信号２４０の周波数チャネルのうちの１つに存在する。他の周波数チャネルも同様に、航法信号２４０および／または信号１３２との干渉を回避するために採用され得る。
【0179】
様々な実施形態では、航法信号２４０’は、航法信号２４０と同様にフォーマットされ、ＧＰＳ受信機は、ＬＥＯ信号９１０に含まれる情報のうちのいずれかまたはすべてを含むことができる地上局（ＧＳ）信号９１４を生成する。処理システム９２０は、例えば精密な位置、航法、およびタイミングのために、そのような情報を使用するモバイルデバイスコンポーネントおよびアプリケーション９２５による使用のために、ＧＮＳＳ信号９１２、ＧＳ信号９１４、および／またはＬＥＯ信号９１０に基づいて、向上した位置およびタイミングデータ９２２を生成するように構成されている。追加的に、航法信号２４０および／または２４０’に含まれる残りのデータは、例えば、指令および制御データ、ＲＯデータ、大気データもしくは気象データ、セキュアな時計データ、暗号化およびセキュリティ情報、衛星１１０によって生成もしくは伝送される他のタイプのデータのうちのいずれかを含む、他のデータ９２４を生成するために、処理システム９２０によって処理されるか、または航法信号２４０、２４０’、および／もしくは信号１３２に基づいて、処理システム９２０によって生成され得る。このようにして、地上局１６０－１は、固定された、したがって正確な位置を有する、追加の衛星として動作する。
【0180】
図８Ｆと併せて考察されるように、航法信号２４０’は、モバイルクライアントデバイス１６０によって生成され得る。さらに、モバイルデバイス９００は、アンテナ９４２を介して伝送される独自の航法信号２４０’を生成する際に衛星１１０の対応する機能と同様に動作する、全地球測位送信機９４４を含むことができる。様々な実施形態では、メモリ９３０は、例えば、モバイルデバイス９００のユーザが、独自の航法メッセージ２４０’の生成をオプトインするかまたはオプトアウトするか否かを示す、記憶されたユーザプリファレンスを含む。
【0181】
図９Ｃは、様々な実施形態による方法の例を例示するフローチャート図である。特に、本明細書で考察される他の機能および特徴のうちの１つ以上とともに使用するための方法が提示される。ステップ９５０は、地球の周りの地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することを含み、航法メッセージは、地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む。ステップ９５２は、地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することを含む。ステップ９５４は、補正データを第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することを含む。ステップ９５６は、航法メッセージおよび補正された第１のシグナリングに基づいて、モバイルデバイスの向上した位置を生成すること。
【0182】
図９Ｄは、様々な実施形態による方法の例を例示するフローチャート図である。特に、本明細書で考察される他の機能および特徴のうちの１つ以上とともに使用するための方法が提示される。ステップ９６０は、地球の周りの地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することを含み、航法メッセージは、地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む。ステップ９６２は、地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することを含む。ステップ９６４は、固定された場所にある少なくとも１つの地上のＧＰＳ局から第２のシグナリングを受信することを含む。ステップ９６６は、補正データを第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することを含む。ステップ９６８は、補正された第１のシグナリング、第２のシグナリング、および航法メッセージに基づいて、モバイルデバイスの向上した位置を生成することを含む。
【0183】
図１０は、自己監視を実行する例を例示するフローチャートの例示的な実施形態を例示している。特に、図１～８Ｅと併せて記載される１つ以上の機能および特徴と関連付けて使用するための方法が提示され、プロセッサを含む衛星処理システム３００によって、または以下に記載されるステップのうちのいくつかまたはすべてを実行するように１つ以上のプロセッサを構成する命令を記憶する少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含む、衛星コンステレーションシステム１００の別の処理システムを介して、実行される。
【0184】
ステップ１００２は、衛星に搭載された少なくとも１つのセンサを介して第１の複数の測定データを、および／または衛星に搭載された受信機を介して受信される少なくとも１つの信号を、受信することを含む。例えば、少なくとも１つのセンサは、ＩＭＵおよび／または時計を含むことができる。少なくとも１つの信号は、ＧＮＳＳ衛星から受信されるＧＮＳＳ信号を含むことができ、かつ／または別の衛星処理システム３００によって生成される信号を含むことができる。少なくとも１つの信号は、バックホールデータリンクを介して受信されたＰＰＰ補正量を含むことができる。第１の複数の測定値のうちのいくつかまたはすべては、後で履歴測定値として使用するために、衛星処理システムのメモリに記憶され得る。
【0185】
ステップ１００４は、第１の複数の測定データに基づいて、かつ／またはメモリから取り出された履歴測定値に基づいて、第１の現在時刻における衛星の第１の現在状態データを計算することを含む。現在状態データは、衛星の位置、衛星の姿勢、および／または第１の現在時刻を示すことができる。ステップ１００６は、第１の現在状態データに基づいて第１の曲線フィッティングパラメータデータを生成することを含む。曲線フィッティングパラメータデータは、時間窓内の複数の連続する今後の時間についての複数の状態推定値を示すことができる。例えば、時間窓を、事前定義することができ、現在時刻に開始することができ、かつ／または現在時刻の直後の時刻に開始することができる。ステップ１００２、１００４、および／または１００６は、図５Ａに例示される状態推定器フローと併せて考察されるように実行され得る。
【0186】
ステップ１００８は、第１の曲線フィッティングパラメータデータを含む第１の航法メッセージを生成することを含む。第１の航法メッセージは、図５Ｂに例示される航法メッセージ生成フローに例示されるステップのうちのいくつかまたはすべてに従って生成され得る。ステップ１０１０は、時間窓の所定の部分の間に衛星に搭載された送信機によってブロードキャストするための第１の航法メッセージをスケジュールすることを含む。例えば、第１の航法メッセージは、時間窓の所定の部分内で複数回繰り返し伝送されるようにスケジュールされ得る。時間窓の所定の部分は、時間窓の適切なサブセットであり得、かつ／または時間窓全体を含むことができる。時間窓の所定の部分は、例えば現在時刻および／または複数の今後の時刻のうちの第１の時刻から始まって事前定義された期間持続する、時間窓の第１の時間部分に対応し得る。いくつかの実施形態では、事前定義された期間、および／または第１の航法メッセージが繰り返し伝送されるようにスケジュールされる頻度は、第１の修正までの所定の最短時間に対応し、かつ／または基づき得る。第１の航法メッセージは、図５Ｃに例示されるブロードキャストフローに例示されるステップのうちのいくつかまたはすべてに従って、送信機によってスケジュールされ、かつ／または伝送され得る。
【0187】
ステップ１０１２は、衛星に搭載された同じまたは少なくとも１つのセンサを介して第２の複数の測定データを、および／または衛星に搭載された受信機を介して受信される少なくとも１つの信号を、受信することを含む。ステップ１０１４は、第１の複数の測定データに基づいて、第２の現在時刻における衛星の第２の現在状態データを計算することを含み、現在状態データは、衛星の位置、衛星の姿勢、および／または第２の現在時刻を示す。第２の現在時刻は、第１の現在時刻の後であり得、第２の現在時刻は、時間窓内の複数の連続する今後の時刻のうちの１つに対応し得る。ステップ１０１６は、例えば図５Ａの状態推定フローに例示されるように、第２の現在状態推定値を、複数の連続する今後の時刻のうちの１つについての曲線フィッティングパラメータデータに示される複数の状態推定値のうちの１つと比較することによって、誤差メトリックを生成することを含む。
【0188】
誤差メトリックが誤差閾値と比較して好ましくないと判定することに応答して、方法は、例えば、図５Ａの状態推定フローに例示されるように、ステップ１０１８～１０２４を含むことができる。ステップ１０１８は、第２の現在状態データに基づいて第２の曲線フィッティングパラメータデータを生成することを含み、曲線フィッティングパラメータデータは、時間窓内の複数の連続する今後の時刻についての複数の状態推定値を示す。ステップ１０２０は、第２の曲線フィッティングパラメータデータを含む第２の航法メッセージを生成することを含む。ステップ１０２２は、時間窓の所定の部分の満了前の時刻に第１の航法メッセージのブロードキャストのスケジューリングを中断することを含み、ステップ１０２４は、衛星の送信機によるブロードキャストが上記の時刻から開始し、および／または上記の時刻の直後に開始するための第２の航法メッセージをスケジュールすることを含む。例えば、第２の航法メッセージが生成されると、第１の航法メッセージの次のスケジュールされた伝送が、第２の航法メッセージの伝送によって置き換えられ得る。
【0189】
図１１は、近隣監視を実行する例を例示するフローチャートの例示的な実施形態を例示している。特に、図１～１０と併せて記載される１つ以上の機能および特徴と関連付けて使用するための方法であって、プロセッサを含む衛星処理システム３００によって、または以下に記載されるステップのうちのいくつかまたはすべてを実行するように１つ以上のプロセッサを構成する命令を記憶する少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含む、衛星コンステレーションシステム１００の別の処理システムを介して実行するための方法が提示される。
【0190】
ステップ１１０２は、第１の複数の測定データ、衛星に搭載された少なくとも１つのセンサ、および／または第１の衛星に搭載されたＧＮＳＳ受信機を介して受信される少なくとも１つのＧＮＳＳ信号を、受信することを含む。ステップ１１０４は、第１の複数の測定データに基づいて、第１の衛星の第１の状態データを計算することを含み、第１の状態データは、第１の衛星の位置を示す。ステップ１１０６は、第１の状態データを示す第１の航法メッセージを生成することを含む。ステップ１１０８は、第１の航法メッセージを複数の近隣の衛星に伝送することを含み、第１の航法メッセージは、第１の測距信号と併せて伝送される。
【0191】
ステップ１１１０は、第１の衛星に搭載された受信機を介して、複数の近隣の衛星から複数の測距信号および複数の航法メッセージを受信することを含む。複数の航法メッセージの各々は、複数の近隣の衛星のうちの対応する１つについての状態データを示すことができ、各状態データは、複数の近隣の衛星のうちの対応する１つによって計算された。ステップ１１１２は、第１の衛星の位置を、複数の近隣の衛星の各々から受信された複数の航法メッセージのうちの１つの状態データに示される複数の近隣の衛星の各々の位置と比較することによって、複数の近隣の衛星の各々についての予想範囲値を計算することを含む。ステップ１１１４は、複数の近隣の衛星の各々から受信された複数の測距信号のうちの１つに基づいて、複数の近隣の衛星の各々についての測定範囲値を計算することを含む。ステップ１１１６は、複数の近隣の衛星の各々についての予想範囲値を、複数の近隣の衛星の各々についての測定範囲値と比較することによって、範囲誤差を計算することを含む。
【0192】
ステップ１１１８は、範囲誤差閾値と比較して好ましくない範囲誤差を有する複数の近隣の衛星のうちの少なくとも１つを識別することを含む。ステップ１１２０は、第１の衛星に搭載された送信機を介して、範囲誤差が範囲誤差閾値と比較して好ましくないことを示す範囲誤差通知を、複数の近隣の衛星のうちの少なくとも１つに伝送することを含む。ステップ１１２２は、第１の衛星に搭載された受信機を介して、複数の近隣の衛星のうちの少なくとも１つから、好ましくないステータスを示すステータス通知を受信することを含み、複数の衛星のうちの少なくとも１つは、第１の衛星によって伝送された範囲誤差通知を受信することに応答して、好ましくないステータスを示すステータス通知を生成した。
【0193】
複数の近隣の衛星のうちのいくつかまたはすべては、各々が自らの衛星処理システム３００を含むことができ、複数の近隣の衛星のうちのいくつかまたはすべては、図１０のこれらのステップのうちのいくつかまたはすべてを同様に実行するように動作可能であり得る。
【0194】
様々な実施形態では、方法は、例えば異なる時間に、第１の衛星に搭載された少なくとも１つのセンサ、または第１の衛星に搭載されたＧＮＳＳ受信機を介して受信された少なくとも１つのＧＮＳＳ信号、のうちの少なくとも１つを介して、第２の複数の測定データを受信することをさらに含む。方法は、第２の複数の測定データに対して第１の衛星の第２の状態データを計算することをさらに含み、第２の状態データは、例えば異なる時間における、第１の衛星の第２の位置を示す。方法は、第２の状態データを示す第２の航法メッセージを生成することをさらに含む。方法は、第２の測距信号と併せて複数の近隣の衛星に第２の航法メッセージを送信することをさらに含む。方法は、複数の近隣の衛星のサブセットから、第１の衛星に搭載された受信機を介して範囲誤差通知を受信することをさらに含む。範囲誤差通知は、複数の近隣の衛星のサブセットの各々が、第２の範囲誤差が範囲誤差閾値と比較して好ましくないと判定することに応答して、図１１に例示されるのと同じ方式で、複数の近隣の衛星の各々によって伝送された。特に、複数の近隣の衛星のサブセットの各々は、第１の衛星の第２の予想範囲値を第１の衛星の測定範囲値と比較することによって、第１の衛星の第２の範囲誤差を計算した。複数の近隣の衛星のサブセットの各々は、第１の衛星から受信された第２の測距信号に基づいて、第１の衛星の第２の測定範囲値を計算し、複数の近隣の衛星のサブセットの各々は、第１の衛星の第２の位置を現在の位置と比較することによって、第１の衛星の第２の予想範囲値を計算する。複数の近隣の衛星のサブセットの各々は、各々が収集した測定データに基づいて各々の現在の位置を計算する。
【0195】
様々な実施形態では、方法は、複数の近隣の衛星のサブセットに含まれる複数の近隣の衛星の割合が最大閾値割合と比較して好ましくないと判定することに応答して、第１の衛星のステータスが好ましくないと判定することをさらに含む。方法は、衛星に搭載された送信機を介して、衛星の好ましくないステータスを示すステータス通知を、複数の近隣の衛星に伝送することをさらに含むことができる。例えば、最大閾値割合は、少なくとも事前定義された数および／または割合の衛星が、第１の衛星が第１の衛星のステータスは好ましくないと判定するための範囲誤差通知を第１の衛星に送信したに違いないと規定することができる。最大閾値割合未満の衛星が第１の衛星に範囲誤差通知を送信する場合、第１の衛星は、第１の衛星のステータスが好ましいと判定することができる。いくつかの実施形態では、範囲誤差通知は、計算された範囲誤差の値を含むように近隣の衛星によって生成され得、第１の衛星は、計算された範囲誤差が由来する衛星の数、ならびに各通知における範囲誤差の値の関数として、ステータスが好ましくないか否かを判定する。例えば、これらの範囲誤差通知が高範囲誤差を示す場合、より少ない数の衛星が範囲誤差通知を送信したことが必要とされ得る一方、これらの範囲誤差通知がより少ない範囲誤差を示す場合、より多くの数の衛星が範囲誤差通知を送信したことが必要とされ得る。
【0196】
いくつかの実施形態では、方法は、複数の近隣の衛星のサブセットに含まれる複数の近隣の衛星の割合が最少閾値割合と比較して好ましくないと判定することに応答して、複数の近隣の衛星のサブセットの各々のステータスが好ましくないと判定することをさらに含む。方法は、衛星に搭載された送信機を介して、複数の近隣の衛星のサブセットの好ましくないステータスを示す通知を、複数の近隣の衛星のサブセットに伝送することを含むことができる。最小閾値割合は、最大閾値割合と同じであり得、それ未満であり、および／または実質的にそれ以下であり得る。例えば、最少閾値割合は、事前定義された数および／または割合未満の衛星が、第１の衛星がこれらの衛星のステータスは好ましくないと判定するために、第１の衛星に範囲誤差通知を送信したに違いないと規定することができる。最小閾値割合を超える衛星が第１の衛星に範囲誤差通知を送信する場合、第１の衛星は、これらの衛星のステータスが好ましいと判定することができ、かつ／またはこれらの衛星のステータスが好ましくないと結論付けることができない。いくつかの実施形態では、隣接の衛星は、それらが範囲誤差通知を送信した複数の隣接の衛星のうちの唯一の衛星であった場合、好ましくないとだけ判定される。
【0197】
図１２は、軌道判定を実行する例を例示するフローチャートの例示的な実施形態を例示する。特に、図１～１１と併せて記載される１つ以上の機能および特徴と関連付けて使用するための方法であって、プロセッサを含む衛星処理システム３００によって、または以下に記載されるステップのうちのいくつかまたはすべてを実行するように１つ以上のプロセッサを構成する命令を記憶する少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含む、衛星コンステレーションシステム１００の別の処理システムを介して実行するための方法が提示される。
【0198】
ステップ１２０４は、衛星に搭載された少なくとも１つの受信機を介して複数の測定データを受信することを含み、複数の他の測定データは、ＧＮＳＳ衛星から受信された全地球航法衛星データ（ＧＮＳＳ）データを含み、かつ／または宇宙ベースのバックホールから受信される精密単独測位（ＰＰＰ）補正データを含む。例えば、衛星１１０に搭載された時計によって生成されたクロック信号を、衛星に搭載されたＧＮＳＳ受信機によって利用して、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ信号を受信することができ、かつ／またはこのクロック信号を、衛星１１０に搭載されたアナログデジタル変換器によって利用して、ＧＮＳＳ受信機によって受信されたＧＮＳＳ信号からＧＮＳＳデータを生成することができる。
【0199】
ステップ１２０６は、ＧＮＳＳデータおよび／またはＰＰＰ補正データに基づいて、衛星の時計状態を計算することを含み、時計状態は、時計バイアス、時計ドリフト、および／または時計ドリフトレートを含む。ステップ１２０８は、時計状態データを示す航法メッセージを生成することを含む。ステップ１２１０は、クロック信号を使用してブロードキャストキャリア信号を生成することを含む。このクロック信号は、ステップ１２０４で利用されるクロック信号と同じクロック信号であり得、かつ／またはステップ１２０４で利用されるクロック信号に規律され得る。例えば、このクロック信号は、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ信号を受信するためにＧＮＳＳ受信機によって使用されるクロック信号と同じであり得、ＧＮＳＳ衛星からＧＮＳＳ信号を受信するためにＧＮＳＳ受信機によって使用されるクロック信号に規律され得、ＧＮＳＳ受信機によって受信されるＧＮＳＳ信号からＧＮＳＳデータを生成するために、衛星１１０に搭載されたアナログデジタル変換器によって利用されるクロック信号と同じであり得、かつ／またはＧＮＳＳ受信機によって受信されるＧＮＳＳ信号からＧＮＳＳデータを生成するために、衛星１１０に搭載されたアナログデジタル変換器によって利用されるクロック信号に規律され得る。
【0200】
ステップ１２１２は、拡散コードをブロードキャストキャリア信号上に変調することによって、ブロードキャストのための航法信号を生成することを含む。ステップ１２１４は、航法メッセージをブロードキャストキャリア信号上に変調することによって、ブロードキャストのための航法信号に追加データを追加することを含む。ステップ１２１６は、衛星に搭載された送信機を介して航法信号のブロードキャストを容易にすることを含む。
【0201】
図１３Ａは、様々な実施形態による様々な衛星コンステレーションおよびアンテナビーム幅調整の説明図である。様々な実施形態では、衛星１１０によって生成される航法信号２４０のビーム幅は、より広い面積にわたってより低いゲインを有するより広い帯域幅から、より小さい面積にわたってより高いゲインを有するより指向性のビーム幅に調整され得る。例えば、図３Ｂと併せて考察される航法信号送信機３３０は、リソース割り当てモジュール３２５の制御下でそのような方式でビームを制御することを可能にするフェーズドアレイアンテナシステムを装備することができる。
【0202】
以前に考察されたように、航法信号２４０のビーム幅は、衛星１１０の様々な状態に適応するように、衛星１１０の他の信号パラメータとともに調整され得る。追加的または代替的に、航法信号２４０のビーム幅は、衛星コンステレーションシステム１００の状態に適応するように調整され得る。例えば、より多くの衛星がコンステレーションに存在する場合、縮小したビーム幅で衛星カバレッジを維持することができる。
【0203】
例１３００、１３０２、および１３０４は、それぞれ、３個、６個、および１２個の軌道経路／平面を、経路／平面当たりの衛星の数が増加するように有する、衛星コンステレーションシステム１００の状態を提示する。極軌道が示されているが、他の軌道構成が、同様に可能である。衛星コンステレーションシステム１００の状態１３００では、より大きなビーム幅θ１を使用して、より多くの面積をカバーする。衛星コンステレーションシステム１００の状態１３０２では、個々の衛星間の間隔が減少することに起因して、縮小したビーム幅θ２を使用することができる。衛星コンステレーションシステム１００の状態１３０４では、個々の衛星間の間隔がさらに減少することに起因して、さらに縮小したビーム幅θ３を使用することができる。
【0204】
また、各衛星１１０の軌道位置を使用して、赤道またはその付近の最も広いカバレッジから、北極および南極またはその付近の最も狭いカバレッジまで、ビーム幅を調整することができることに留意されたい。地球の非球面形状によって引き起こされる重力力学は、衛星間の距離を変化させ得る。そのような衛星距離の変化によって引き起こされるカバレッジの変化は、アンテナビーム幅の変化によって、すべてまたは部分的に補償され得る。縮小したビーム幅および対応するより高いアンテナ利得は、一定の送信電力のためのより大きなリンクバジェット、または固定リンクバジェットのためのより低い伝送電力および電力消費のいずれかを可能にすることができることに留意されたい。
【0205】
図１３Ｂは、様々な実施形態による様々なアンテナビームステアリング調整の説明図である。以前に考察されたように、衛星１１０のリソース割り当てモジュール３２５は、高人口密度、低人口密度、海洋、熱帯雨林、山脈、砂漠、または他の地上の条件もしくは特徴に対応する、地球の上方の位置に対する衛星１１０の軌道位置に基づいて、衛星１１０の様々な動作を制御することができる。示される例では、衛星１１０は、軌道経路１３２２に沿った周辺領域の人口密度と比較した場合の高人口密度の領域１３２０の上方のＬＥＯ上の軌道経路１３２２に沿って、Ｔ１～Ｔ２～Ｔ３と進む。そのような高人口密度の領域は、高精度の位置、航法、およびタイミングに大きく依存し得る、かつ／または高い建物および他のインフラストラクチャおよび／もしくは他の地上の特徴に起因する信号受信の困難を提供する、対応する高密度の自律型もしくは高度自動化車両および／または他のクライアントデバイスを含むことができる。
【0206】
衛星１１０の処理システムは、軌道経路１３２２に沿った高人口密度の領域１３２０の位置を示す、軌道経路１３２２のマップまたは他のデータ構造を記憶する。ビームステアリング方向１３２５は、例えば、航法信号送信機３３０のアンテナビームパターンのメイン伝送ローブの中心に対応する。示されるように、ビームステアリング方向１３２５は、衛星１１０が軌道経路１３２２に沿ってＴ１～Ｔ２～Ｔ３と進む際に、高人口密度の領域１３２０を指向するように調整される。このビームステアリング調整の効果は、高人口密度の領域１３２０で衛星１１０によって伝送される航法信号の信号強度を増加させ、この領域内のクライアントデバイス１３０のより良い受信、改善された測位、航法、およびタイミングの改善を容易にすることである。
【0207】
図１４は、様々な実施形態によるＧＰＳ反射計測の説明図である。上記は、電波掩蔽に使用される衛星信号に対する衛星の使用について考察されたが、１つの衛星によって伝送され、かつ地球の表面によって反射された衛星信号は、１つ以上の他の衛星によって受信され得る。示される例では、衛星１１０－１が、地球の表面から反射する、衛星１３０からの信号１３２を受信する。他の構成では、衛星１１０－２が、地球の表面から反射する、衛星１１０－２からの航法信号２４０を受信する。受信信号の強度を、送信衛星と受信衛星との両方の軌道位置、伝送電力、伝送および受信ビーム幅、ならびに現在の大気モデルなどの要因とともに使用して、地球の種々の領域の現在の反射率を判定し、マッピングすることができる。そのようなＧＰＳ反射計測を使用して、例えば、地球全体の現在の海面条件、熱帯雨林の樹冠密度、降雪、作物条件、土壌水分密度および／または他の環境条件のマップを作成することができる。
【0208】
ビットストリーム、ストリーム、信号シーケンスなどの本明細書で使用され得る場合の用語（またはそれらの同等物）は、コンテンツがいくつかの所望されるタイプ（例えば、データ、ビデオ、スピーチ、テキスト、グラフィック、オーディオなど、そのいずれも一般に「データ」と呼ばれ得る）のうちのいずれかに対応するデジタル情報を記述するために互換的に使用されていることに留意されたい。
【0209】
本明細書で使用され得るように、「実質的に」および「およそ」という用語は、その対応する用語および／または項目間の相対性に関して業界で許容される許容差を提供する。いくつかの業界では、業界で許容される許容差は１パーセント未満であり、他の業界では、業界で許容される許容差は１０パーセント以上である。業界で許容される許容差は、コンポーネント値、集積回路プロセス変動、温度変動、立ち上がりおよび立ち下り時間、熱ノイズ、寸法、シグナリング誤差、ドロップパケット、温度、圧力、材料組成、および／または性能メトリックに対応するが、これらに限定されない。ある業界内では、許容される許容差の許容差ばらつきは、パーセンテージレベル（例えば、＋／－１％未満の寸法許容差）超または未満であってもよい。
【0210】
また、本明細書で使用され得るように、「ように構成され」、「に動作可能に結合され」、「に結合され」、および／または「結合する」という用語は、項目間の直接結合、および／または介在項目を介した項目間の間接結合（例えば、項目は、コンポーネント、要素、回路、および／もしくはモジュールを含むが、これらに限定されない）を含み、介在項目は、間接結合の例では、信号の情報を修正せずに、その電流レベル、電圧レベル、および／または電力レベルを調整し得る。本明細書でさらに使用され得るように、推論される結合（すなわち、１つの要素が推論によって別の要素に結合される場合）は、「に結合され」と同じ様態で、２つの項目間の直接結合および間接結合を含む。
【0211】
本明細書でさらに使用され得るように、「ように構成され」、「ように動作可能な」、「に結合され」、または「に動作可能に結合され」という用語は、起動されると、１つ以上の対応する機能を実行するための電源接続、入力、出力などのうちの１つ以上を含み、かつ１つ以上の他の項目への推論される結合をさらに含み得ることを示す。本明細書でさらに使用され得るように、「と関連付けられ」という用語は、別個の項目および／または１つの項目が別の項目内に埋め込まれている直接結合および／または間接的結合を含む。
【0212】
本明細書で使用され得るように、「比較して好ましい」という用語は、２つ以上の項目、信号などの間の比較が、所望の関係を提供することを示す。例えば、所望の関係が、信号１は信号２よりも大きい大きさを有するということである場合、信号１の大きさが信号２の大きさを超える場合、または信号２の大きさが信号１の大きさ未満である場合に、好ましい比較が達成され得る。本明細書で使用され得るように、「比較して好ましくない」という用語は、２つ以上の項目、信号などの間の比較が、所望の関係を提供することができないことを示す。
【0213】
本明細書で使用され得るように、１つ以上の特許請求項は、この包括的な形態の特定の形態で、「ａ」、「ｂ」、および「ｃ」よりも多いかまたは少ない要素を有する、「ａ、ｂ、およびｃのうちの少なくとも１つ」、またはこの包括的な形態の「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」という語句を含み得る。いずれの言い回しでも、語句は、同一に解釈されるべきである。特に、「ａ、ｂ、およびｃのうちの少なくとも１つ」は、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」と同等であり、ａ、ｂ、および／またはｃを意味するものとする。一例として、これは、「ａ」のみ、「ｂ」のみ、「ｃ」のみ、「ａ」および「ｂ」、「ａ」および「ｃ」、「ｂ」および「ｃ」、ならびに／または「ａ」、「ｂ」、および「ｃ」を意味する。
【0214】
また、本明細書でも使用され得るように、「処理システム」、「処理モジュール」、「処理回路」、「プロセッサ」、および／または「処理ユニット」という用語は、単一の処理デバイスまたは複数の処理デバイスであり得る。そのような処理デバイスは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、中央処理装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルロジックデバイス、ステートマシン、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、および／または、回路および／もしくは動作命令のハードコーディングに基づいて信号（アナログおよび／またはデジタル）を操作する任意のデバイスであり得る。処理モジュール、モジュール、処理回路、処理システム、および／もしくは処理ユニットは、単一のメモリデバイス、複数のメモリデバイス、および／もしくは、別の処理モジュール、モジュール、処理回路、処理システム、および／もしくは処理ユニットの組み込み回路であり得る、メモリおよび／もしくは集積メモリ要素であり得るか、またはそれらをさらに含み得る。そのようなメモリデバイスは、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックメモリ、ダイナミックメモリ、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、および／またはデジタル情報を記憶する任意のデバイスであり得る。なお、処理モジュール、モジュール、処理回路、処理システム、および／または処理ユニットが２つ以上の処理デバイスを含む場合、処理デバイスは、中央に位置してもよく（例えば、有線および／または無線バス構造を介して直接一緒に結合される）、または分散して位置してもよい（例えば、ローカルエリアネットワークおよび／またはワイドエリアネットワークを介した間接結合を介したクラウドコンピューティング）。なお、さらに、処理モジュール、モジュール、処理回路、処理システム、および／または処理ユニットが、ステートマシン、アナログ回路、デジタル回路、および／または論理回路を介してその機能のうちの１つ以上を実装する場合、対応する動作命令を記憶するメモリおよび／またはメモリ要素は、ステートマシン、アナログ回路、デジタル回路、および／または論理回路を含む回路内に、またはその外部に組み込まれてもよい。なお、さらにまた、メモリ要素は、記憶されてもよく、処理モジュール、モジュール、処理回路、処理システム、および／または処理ユニットは、図のうちの１つ以上に例示されるステップおよび／または機能のうちの少なくともいくつかに対応するハードコードおよび／または動作命令を実行する。そのようなメモリデバイスまたはメモリ要素を、製造物品に含めることができる。
【0215】
１つ以上の実施形態が、その指定された機能およびその関係の性能を例示する方法ステップを利用して上記に記載されている。これらの機能的な構築ブロックおよび方法ステップの境界および配列は、説明の便宜のために、本明細書において任意に定義されている。指定された機能および関係が適切に実行される限り、代替の境界および配列を定義することができる。したがって、任意のそのような代替の境界または配列は、特許請求の範囲の範囲および趣旨内にある。さらに、これらの機能的な構築ブロックの境界は、説明の便宜のために任意に定義されている。特定の有意な機能が適切に実行される限り、代替の境界を定義することができる。同様に、フロー図ブロックがまた、特定の有意な機能を例示するために、本明細書で任意に定義されてもよい。
【0216】
使用される範囲で、フロー図ブロックの境界および配列は、別様に定義されながらも、特定の有意な機能を実行することが可能である。したがって、機能的な構築ブロックおよびフロー図ブロックと配列との両方のそのような代替的な定義は、特許請求の範囲の範囲および趣旨内にある。当業者はまた、機能的な構築ブロック、および本明細書における他の例示的なブロック、モジュール、およびコンポーネントが、例示されるように、または個別のコンポーネント、特定用途向け集積回路、適切なソフトウェアなどを実行するプロセッサ、またはそれらの任意の組み合わせによって実装され得ることを認識するであろう。
【0217】
追加的に、フローチャートは、「開始」および／または「続行」の表示を含んでもよい。「開始」および「続行」の表示は、提示されるステップが任意選択で他のルーチンに組み込まれるか、または他のルーチンと併せて別様に使用され得ることを反映する。この文脈では、「開始」は、提示される最初のステップの始まりを示し、具体的に示されない他のアクティビティが先行する場合がある。さらに、「続行」の表示は、提示されるステップが複数回実行され得、および／または具体的に示されない他のアクティビティによって後継され得ることを反映する。さらに、フロー図はステップの特定の順序を示すが、因果関係の原理が維持されることを条件に、他の順序が同様に可能である。
【0218】
１つ以上の実施形態は、１つ以上の態様、１つ以上の特徴、１つ以上の概念、および／または１つ以上の例を例示するために本明細書で使用される。装置、製造物品、機械、および／またはプロセスの物理的な実施形態は、本明細書で考察される実施形態のうちの１つ以上を参照して記載される態様、特徴、概念、例などのうちの１つ以上を含み得る。さらに、各図を通して、実施形態は、同じまたは異なる参照番号を使用する場合がある、同じまたは同様に命名された機能、ステップ、モジュールなどを組み込んでいる場合があり、したがって、機能、ステップ、モジュールなどは、同じまたは同様の機能、ステップ、モジュールなどであってもよく、または異なるものであってもよい。
【0219】
特に否定されない限り、本明細書に提示される図のうちのいずれかの要素への、要素からの、および／または要素間の信号は、アナログまたはデジタル、連続時間または離散時間、およびシングルエンドまたは差動であり得る。例えば、信号経路がシングルエンド経路として示される場合、それはまた、差動信号経路を表す。同様に、信号経路が差動経路として示される場合、それはまた、シングルエンド信号経路を表す。１つ以上の特定のアーキテクチャが本明細書に記載されているが、明示的に示されない１つ以上のデータバス、要素間の直接接続、および／または当業者によって認識される他の要素間の間接結合を使用する他のアーキテクチャが同様に実装されてもよい。
【0220】
「モジュール」という用語は、実施形態のうちの１つ以上の説明で使用される。モジュールは、プロセッサまたは他の処理デバイスなどのデバイス、または動作命令を記憶するメモリを含み得るか、もしくはメモリと連携して動作し得る他のハードウェアを介して１つ以上の機能を実装する。モジュールは、独立して、ならびに／またはソフトウェアおよび／もしくはファームウェアと連携して動作し得る。また、本明細書で使用されるように、モジュールは、１つ以上のサブモジュールを含み得、それらの各々は、１つ以上のモジュールであり得る。
【0221】
本明細書でさらに使用され得るように、非一時的コンピュータ可読メモリは、１つ以上のメモリ要素を含む。メモリ要素は、別個のメモリデバイス、複数のメモリデバイス、またはメモリデバイス内のメモリロケーションのセットであり得る。そのようなメモリデバイスは、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックメモリ、ダイナミックメモリ、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、および／またはデジタル情報を記憶する任意のデバイスであり得る。メモリデバイスは、ソリッドステートメモリ、ハードドライブメモリ、クラウドメモリ、サムドライブ、サーバメモリ、コンピューティングデバイスメモリ、および／またはデジタル情報を記憶するための他の物理媒体の形態であり得る。
【0222】
１つ以上の実施形態の様々な機能および特徴の特定の組み合わせが本明細書に明示的に記載されているが、これらの特徴および機能の他の組み合わせが、同様に可能である。本開示は、本明細書に開示される特定の例によって限定されず、これらの他の組み合わせを明示的に組み込む。
（付記）
本願発明は、明細書記載の実施形態に基づいて以下の構成を取り得る。
［形態１］
地球の周りの地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機であって、前記第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記全地球測位受信機の受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、全地球測位受信機と、
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信するように構成され、かつ電波掩蔽データを伝送するようにさらに構成された、バックホール送受信機であって、前記補正データが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた軌道補正データおよびタイミング補正データを含む、バックホール送受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの前記衛星間通信に基づいて、前記電波掩蔽データを生成することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記補正データにさらに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、を含み、前記航法メッセージが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた前記軌道補正データおよび前記タイミング補正データをさらに含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にし、前記第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２］
クロック信号を生成するように構成された非原子時計をさらに備え、
前記タイミング信号が、前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記タイミング補正データにさらに基づいて、前記クロック信号を調整することによって、生成される、形態１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態３］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ衛星と、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの２つ以上と、の間の一対多伝送を含む、形態１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態４］
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションが、衛星の全地球測位システム、準天頂衛星システム、北斗衛星導航系統、ガリレオ測位システム、ロシアの全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、またはインドの地域航法衛星システム、のうちの少なくとも１つと関連付けられている、形態１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態５］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された前記航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む、形態１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態６］
地球の周りの地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ地球の周りの前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態７］
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信するように構成されたバックホール送受信機をさらに備え、
前記ＬＥＯ衛星の前記軌道位置を前記判定することが、前記補正データにさらに基づく、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態８］
前記バックホール送受信機が、地球の周りの静止軌道上のバックホール通信衛星、または地上の送信機、のうちの１つから前記補正データを受信するように構成されている、形態７に記載のＬＥＯ衛星。
［形態９］
前記動作が、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの前記衛星間通信に基づいて、電波掩蔽データを生成することと、
前記バックホール送受信機を介して前記電波掩蔽データを伝送することと、を含む、形態７に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１０］
前記補正データが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた軌道補正データおよびタイミング補正データを含む、形態７に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１１］
前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、を含み、前記航法メッセージが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた前記軌道補正データおよび前記タイミング補正データ、をさらに含む、形態１０に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１２］
クロック信号を生成するように構成された非原子時計をさらに備え、
前記タイミング信号が、前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記タイミング補正データにさらに基づいて、前記クロック信号を調整することによって、生成される、形態１１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１３］
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションが、衛星の全地球測位システム、準天頂衛星システム、北斗衛星導航系統、ガリレオ測位システム、ロシアの全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、またはインドの地域航法衛星システム、のうちの少なくとも１つと関連付けられている、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１４］
前記航法メッセージが、地球の周りの非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含み、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが、前記補正データを前記第２のシグナリングに適用することによって、前記クライアントデバイスの前記向上した位置を判定する、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１５］
前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、をさらに含み、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが、前記タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、にさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの前記向上した位置を判定する、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１６］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つを介して受信された前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含み、
前記ＬＥＯ衛星の前記軌道位置を前記判定することが、前記補正データにさらに基づく、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１７］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された前記航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１８］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ衛星と、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの２つ以上と、の間の一対多伝送を含む、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１９］
前記第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記全地球測位受信機の受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態２０］
前記第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態２１］
モバイルデバイスであって、
全地球測位受信機であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、を行うように構成された、全地球測位受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法メッセージおよび前記補正された第１のシグナリングに基づいて、前記モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、モバイルデバイス。
［形態２２］
前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、をさらに含み、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、にさらに基づいて、前記モバイルデバイスの前記向上した位置を生成する、形態２１に記載のモバイルデバイス。
［形態２３］
方法であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法メッセージおよび前記補正された第１のシグナリングに基づいて、モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、含む、方法。
［形態２４］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記非ＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、タイミング信号、および前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データと、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記非ＬＥＯ航法衛星のうちの前記１つと関連付けられた前記誤差条件を示す警告信号と、を含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記非ＬＥＯ航法衛星のうちの前記１つからのシグナリングを除外しながら、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２５］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記衛星間通信に基づいて、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、タイミング信号、および前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データと、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた前記誤差条件を示す警告信号と、を含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記１つからのシグナリングを除外しながら、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２６］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
航法信号送信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、第１の現在時刻における前記ＬＥＯ衛星の第１の軌道位置を判定することと、
前記第１の現在時刻から第１の時間窓内で関連付けられた複数の第１の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の複数の第１の軌道位置推定値を生成することと、
曲線フィッティング技術に基づいて、前記第１の現在時刻における前記第１の軌道位置と、前記第１の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の前記第１の複数の軌道位置推定値と、を示す第１の航法メッセージを生成することと、
前記航法信号送信機を介して、前記第１の航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストすることと、
前記第１のシグナリングに基づいて、第２の現在時刻における前記ＬＥＯ衛星の第２の軌道位置を判定することであって、前記第２の現在時刻が、前記第１の時間窓と関連付けられた前記第１の複数の後続の時刻のうちの１つに対応し、前記第２の現在時刻が、前記第１の複数の軌道位置推定値のうちの１つに対応する、判定することと、
前記第２の現在時刻における前記ＬＥＯ衛星の前記第１の軌道位置と、前記第１の複数の軌道位置推定値のうちの前記対応する１つと、の差に基づいて誤差メトリックを生成することと、
前記誤差メトリックが、誤差閾値と比較して好ましくない場合の、
前記曲線フィッティング技術に基づいて、前記第２の現在時刻から第２の時間窓内で関連付けられた第２の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の第２の複数の更新された軌道位置推定値を生成することと、
前記第２の現在時刻における前記第２の軌道位置と、前記第２の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の前記第２の複数の軌道位置推定値と、を示す第２の航法メッセージを生成することと、
前記航法信号送信機を介して、前記第２の航法メッセージを前記少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストすることと、
前記第１の時間窓が、第２の航法メッセージが生成されることなく第３の現在時刻に終了した場合の、
前記第１のシグナリングに基づいて、第３の現在時刻における前記ＬＥＯ衛星の第３の軌道位置を判定することと、
前記曲線フィッティング技術に基づいて、前記第３の現在時刻から第３の時間窓内で関連付けられた第３の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の第３の複数の更新された軌道位置推定値を生成することと、
前記第３の現在時刻における前記第３の軌道位置と、前記第３の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の前記第３の複数の軌道位置推定値と、を示す第３の航法メッセージを生成することと、
前記航法信号送信機を介して、前記第３の航法メッセージを前記少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストすることと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２７］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機であって、前記第１のシグナリングが、原子時計に基づいて生成された少なくとも１つの第１のタイミング信号を含む、全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
クロック信号を生成するように構成された非原子時計と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データにさらに基づいて、前記クロック信号を調整することによって、第２のタイミング信号を生成することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、前記第２のタイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星の前記軌道位置と、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データと、を含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２８］
モバイルデバイスであって、
全地球測位受信機であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
固定された場所にある少なくとも１つの地上のＧＰＳ局から第２のシグナリングを受信することと、を行うように構成された、全地球測位受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記補正された第１のシグナリング、前記第２のシグナリング、および前記航法メッセージに基づいて、前記モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、モバイルデバイス。
［形態２９］
方法であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
固定された場所にある少なくとも１つの地上のＧＰＳ局から第２のシグナリングを受信することと、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記補正された第１のシグナリング、前記第２のシグナリング、および前記航法メッセージに基づいて、モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、を含む、方法。
［形態３０］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
バックホール送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの前記衛星間通信に基づいて、電波掩蔽データを生成することであって、前記電波掩蔽データが、電離層および対流圏と関連付けられた大気条件を示す、生成することと、
バックホール送受信機を介して前記電波掩蔽データを伝送することと、
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信することであって、前記補正データが、部分的に前記電波掩蔽データに基づいて生成される、受信することと、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態３１］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
伝送／受信ステータスに従って、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記ＬＥＯ衛星と前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものとの間の前記衛星間通信の前記伝送／受信ステータスを判定することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態３２］
前記ＬＥＯ衛星と前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものとの間の前記衛星間通信の前記伝送／受信ステータスが、前記ＬＥＯ衛星のメモリ使用量、前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のもののメモリ使用量、前記ＬＥＯ衛星とバックホール受信機との間の距離、前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記少なくとも１つの他のものと前記バックホール受信機との間の距離、前記ＬＥＯ衛星のバッテリ残量、前記ＬＥＯ衛星の前記バッテリ残量と前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記少なくとも１つの他のもののバッテリ残量との差、前記ＬＥＯ衛星がより多くの電力を生成することができる推定時間、前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記少なくとも１つの他のものがより多くの電力を生成することができる推定時間、または電波掩蔽に基づいて生成された大気条件を示す大気データ、のうちの少なくとも１つに基づいて判定される、形態３１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態３３］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された前記航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む、形態３１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態３４］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように、かつ前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信するように構成された、少なくとも１つの送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態３５］
衛星コンステレーションシステムと通信するノードの処理システムであって、
前記衛星コンステレーションシステムと通信する少なくとも１つの第１の他のノードから少なくとも１つの航法信号を受信するように構成された少なくとも１つの受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記少なくとも１つの航法信号に基づいて、少なくとも１つの航法メッセージで変調された測距信号を含む新しい航法信号を生成することを含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記衛星コンステレーションシステムと通信する第２の他のノードによる受信のために前記新しい航法信号を伝送するように構成された少なくとも１つの送信機であって、前記新しい航法信号が、前記第２の他のノードを容易にして前記第２の他のノードの位置を判定する、少なくとも１つの送信機と、を備える、処理システム。
［形態３６］
前記動作が、
前記少なくとも１つの航法信号に基づいて、前記ノードの位置、または前記ノードのタイミングデータ、のうちの少なくとも１つを生成することをさらに含み、
前記新しい航法信号が、前記ノードの前記位置、または前記ノードの前記タイミングデータ、のうちの前記少なくとも１つに基づいて生成される、形態３５に記載の処理システム。
［形態３７］
前記少なくとも１つの第１の他のノードが、ＬＥＯ衛星のコンステレーションの少なくとも１つの地球低軌道（ＬＥＯ）衛星として実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態３８］
前記１つのＬＥＯ衛星が、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信することと、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記１つのＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、前記１つの航法信号を生成することと、に基づいて、前記少なくとも１つのＬＥＯ衛星の１つのＬＥＯ衛星の第１の他の処理システムが、前記少なくとも１つの航法信号に含まれる１つの航法信号を送信した、形態３７に記載の処理システム。
［形態３９］
前記第２の他のノードの第２の他の処理システムが、前記ノードによって伝送された前記新しい航法信号に基づいて、別の新しい航法信号を生成し、かつ伝送するように構成されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態４０］
前記新しい航法信号が、前記少なくとも１つの送信機による前記新しい航法信号のブロードキャストに基づいて、前記第２の他のノードを含む複数の第２の他のノードによって受信される、形態３５に記載の処理システム。
［形態４１］
前記新しい航法信号が、前記少なくとも１つの航法信号に含まれる前記少なくとも１つの航法メッセージ、前記少なくとも１つの航法信号に含まれるタイミングデータ、前記航法信号に含まれる前記少なくとも１つの他のノードの位置、または前記航法信号の前記測距信号、のうちの少なくとも１つに基づいて生成される、形態３５に記載の処理システム。
［形態４２］
前記処理システムが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機をさらに備え、前記新しい航法信号を生成することが、前記第１のシグナリングにさらに基づく、形態３５に記載の処理システム。
［形態４３］
前記ノードが、地球低軌道（ＬＥＯ）衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星として実装されており、前記動作が、前記少なくとも１つの航法信号に基づいて前記ノードの位置を生成することをさらに含み、前記位置が、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を示す、形態３５に記載の処理システム。
［形態４４］
前記ノードが、地球中軌道（ＭＥＯ）および／または静止軌道（ＧＥＯ）、のうちの１つにおいてバックホール衛星として実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態４５］
前記少なくとも１つの第１の他のノードのうちの１つの他のノードが、固定インフラストラクチャノードとして実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態４６］
前記１つの他のノードの別の処理システムが、建物の上部に設置されている、形態４５に記載の処理システム。
［形態４７］
前記ノードが、クライアントデバイスとして実装されており、前記第２の他のノードが、別のクライアントデバイスとして実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態４８］
前記動作が、前記少なくとも１つの航法信号に基づいて、前記ノードの位置、または前記ノードのタイミングデータ、のうちの少なくとも１つを生成することをさらに含み、前記ノードが、
前記ノードの前記位置または前記ノードの前記タイミングデータ、のうちの少なくとも１つを表示するように構成されたディスプレイデバイスをさらに備える、形態４７に記載の処理システム。
［形態４９］
前記クライアントデバイスが、モバイルデバイス、セルラデバイス、またはウェアラブルデバイス、のうちの１つである、形態４８に記載の処理システム。
［形態５０］
前記ノードが、車両として実装されており、前記第２の他のノードが、第２の車両として実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態５１］
前記車両が、自律型車両または高度自動化車両であり、前記動作が、精密な自律性のために前記少なくとも１つの航法信号を利用することをさらに含む、形態５０に記載の処理システム。
［形態５２］
前記少なくとも１つの第１の他のノードが、少なくとも１つの固定インフラストラクチャノード、または少なくとも１つの第３の車両、のうちの少なくとも１つを含む、形態５１に記載の処理システム。
［形態５３］
前記処理システムが、前記衛星コンステレーションシステムのサービスに対応するアプリケーションデータを記憶する少なくとも１つのメモリをさらに備え、前記動作命令が、前記アプリケーションデータの実行に基づいて前記少なくとも１つのプロセッサによって実行される、形態３５に記載の処理システム。
［形態５４］
前記新しい航法信号を生成することが、前記少なくとも１つの第１の他のノードから受信された前記少なくとも１つの航法信号の暗号化状態から前記暗号化状態を変更することを含む、形態３５に記載の処理システム。
［形態５５］
前記少なくとも１つの航法信号が、第１のスキーマを介して前記少なくとも１つの第１の他のノードから受信され、前記新しい航法信号が、前記第１のスキーマとは異なる第２のスキーマを介して伝送される、形態３５に記載の処理システム。
［形態５６］
方法であって、
衛星コンステレーションシステムと通信する少なくとも１つの第１の他のノードから少なくとも１つの航法信号を受信することと、
前記少なくとも１つの航法信号に基づいて、新しい航法信号を生成することと、
前記衛星コンステレーションシステムと通信する第２の他のノードによる受信のために前記新しい航法信号を伝送することであって、前記新しい航法信号は、前記第２の他のノードが前記新しい航法信号に基づくタイミングデータ、または前記新しい航法信号に基づく前記第２の他のノードの位置、のうちの少なくとも１つを判定することを容易にする、伝送することと、を含む、方法。
［形態５７］
モバイルデバイスであって、
受信機であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星のセットから、航法信号のセットを受信することであって、前記航法信号のセットの各々が、前記ＬＥＯ衛星のセットの対応する１つによって、前記ＬＥＯ衛星のセットのうちの前記対応する１つが、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信すること、
前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信すること、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記１つのＬＥＯ衛星の軌道位置を判定すること、および
前記軌道位置に基づいて、前記航法信号のセットの前記各々を生成すること、に基づいて伝送される、受信すること、を行うように構成された受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記航法信号のセットに基づくタイミングデータ、または前記航法信号のセットに基づく前記モバイルデバイスの位置、のうちの少なくとも１つを生成することを含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、モバイルデバイス。
［形態５８］
前記航法信号のセットが、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも４つのＬＥＯ衛星のセットから受信される、形態５７に記載のモバイルデバイス。
［形態５９］
方法であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星のセットから、航法信号のセットを受信することであって、前記航法信号のセットの各々が、前記ＬＥＯ衛星のセットの対応する１つによって、前記ＬＥＯ衛星のセットのうちの前記対応する１つが、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信すること、
前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信すること、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記１つのＬＥＯ衛星の軌道位置を判定すること、および
前記軌道位置に基づいて、前記航法信号のセットの前記各々を生成すること、に基づいて伝送される、受信することと、
前記航法信号のセットに基づくタイミングデータ、または前記航法信号のセットに基づく位置、のうちの少なくとも１つを生成することと、を含む、方法。
［形態６０］
前記航法信号のセットが、暗号化を伴う前記ＬＥＯ衛星のセットによって生成され、前記位置は、前記航法信号のセットが暗号化を伴って生成されることに基づいて、暗号化を伴うセキュアな位置の解として実装される、形態５９に記載の方法。
［形態６１］
方法であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法信号を受信することであって、前記航法信号が、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法信号および前記補正された第１のシグナリングに基づいて、向上したタイミングデータを生成することと、を含む、方法。
［形態６２］
クライアントデバイスであって、
少なくとも１つの受信機であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法信号を受信することであって、前記航法信号が、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、を行うように構成された、少なくとも１つの受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法信号および前記補正された第１のシグナリングに基づいて、向上したタイミングデータを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、クライアントデバイス。
［形態６３］
前記クライアントデバイスが、既知の静的位置を有し、前記動作が、
前記向上したタイミングデータおよび前記クライアントデバイスの前記既知の静的位置に基づいて、新しい航法信号を生成することと、
少なくとも１つの他のクライアントデバイスによる受信のために前記新しい航法信号を伝送することであって、前記新しい航法信号は、前記少なくとも１つの他のクライアントデバイスが前記少なくとも１つの他のクライアントデバイスの位置を判定することを容易にする、伝送することと、をさらに含む、形態６２に記載のクライアントデバイス。
［形態６４］
前記少なくとも１つの他のクライアントデバイスが、少なくとも１つのモバイルデバイスまたは少なくとも１つの車両を含む、形態６３に記載のクライアントデバイス。
［形態６５］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように、かつ前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信するように構成された、少なくとも１つの送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の状態データを判定することと、
前記状態データに基づいて、航法信号を生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法信号を少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法信号は、前記航法信号に基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが向上した状態データまたは向上したタイミングデータ、のうちの少なくとも１つを判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
（付記）
本願発明は、明細書記載の実施形態に基づいて以下の構成を取り得る。
［形態１］
地球の周りの地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機であって、前記第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記全地球測位受信機の受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、全地球測位受信機と、
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信するように構成され、かつ電波掩蔽データを伝送するようにさらに構成された、バックホール送受信機であって、前記補正データが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた軌道補正データおよびタイミング補正データを含む、バックホール送受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの前記衛星間通信に基づいて、前記電波掩蔽データを生成することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記補正データにさらに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、を含み、前記航法メッセージが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた前記軌道補正データおよび前記タイミング補正データをさらに含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にし、前記第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２］
クロック信号を生成するように構成された非原子時計をさらに備え、
前記タイミング信号が、前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記タイミング補正データにさらに基づいて、前記クロック信号を調整することによって、生成される、形態１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態３］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ衛星と、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの２つ以上と、の間の一対多伝送を含む、形態１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態４］
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションが、衛星の全地球測位システム、準天頂衛星システム、北斗衛星導航系統、ガリレオ測位システム、ロシアの全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、またはインドの地域航法衛星システム、のうちの少なくとも１つと関連付けられている、形態１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態５］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された前記航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む、形態１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態６］
地球の周りの地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
地球の周りの非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ地球の周りの前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態７］
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信するように構成されたバックホール送受信機をさらに備え、
前記ＬＥＯ衛星の前記軌道位置を前記判定することが、前記補正データにさらに基づく、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態８］
前記バックホール送受信機が、地球の周りの静止軌道上のバックホール通信衛星、または地上の送信機、のうちの１つから前記補正データを受信するように構成されている、形態７に記載のＬＥＯ衛星。
［形態９］
前記動作が、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの前記衛星間通信に基づいて、電波掩蔽データを生成することと、
前記バックホール送受信機を介して前記電波掩蔽データを伝送することと、を含む、形態７に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１０］
前記補正データが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた軌道補正データおよびタイミング補正データを含む、形態７に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１１］
前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、を含み、前記航法メッセージが、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた前記軌道補正データおよび前記タイミング補正データ、をさらに含む、形態１０に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１２］
クロック信号を生成するように構成された非原子時計をさらに備え、
前記タイミング信号が、前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記タイミング補正データにさらに基づいて、前記クロック信号を調整することによって、生成される、形態１１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１３］
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションが、衛星の全地球測位システム、準天頂衛星システム、北斗衛星導航系統、ガリレオ測位システム、ロシアの全地球航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、またはインドの地域航法衛星システム、のうちの少なくとも１つと関連付けられている、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１４］
前記航法メッセージが、地球の周りの非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含み、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが、前記補正データを前記第２のシグナリングに適用することによって、前記クライアントデバイスの前記向上した位置を判定する、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１５］
前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、をさらに含み、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが、前記タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、にさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの前記向上した位置を判定する、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１６］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つを介して受信された前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含み、
前記ＬＥＯ衛星の前記軌道位置を前記判定することが、前記補正データにさらに基づく、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１７］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された前記航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１８］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ衛星と、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの２つ以上と、の間の一対多伝送を含む、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態１９］
前記第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記全地球測位受信機の受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態２０］
前記第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星が、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの受信範囲内にある前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの４つ以上の非ＬＥＯ航法衛星を含む、形態６に記載のＬＥＯ衛星。
［形態２１］
モバイルデバイスであって、
全地球測位受信機であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、を行うように構成された、全地球測位受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法メッセージおよび前記補正された第１のシグナリングに基づいて、前記モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、モバイルデバイス。
［形態２２］
前記航法メッセージが、タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、をさらに含み、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記タイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、にさらに基づいて、前記モバイルデバイスの前記向上した位置を生成する、形態２１に記載のモバイルデバイス。
［形態２３］
方法であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法メッセージおよび前記補正された第１のシグナリングに基づいて、モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、含む、方法。
［形態２４］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記非ＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、タイミング信号、および前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データと、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記非ＬＥＯ航法衛星のうちの前記１つと関連付けられた前記誤差条件を示す警告信号と、を含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記非ＬＥＯ航法衛星のうちの前記１つからのシグナリングを除外しながら、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２５］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記衛星間通信に基づいて、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた誤差条件を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、タイミング信号、および前記ＬＥＯ衛星と関連付けられた前記軌道位置と、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データと、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの１つと関連付けられた前記誤差条件を示す警告信号と、を含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記１つからのシグナリングを除外しながら、前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２６］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
航法信号送信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、第１の現在時刻における前記ＬＥＯ衛星の第１の軌道位置を判定することと、
前記第１の現在時刻から第１の時間窓内で関連付けられた複数の第１の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の複数の第１の軌道位置推定値を生成することと、
曲線フィッティング技術に基づいて、前記第１の現在時刻における前記第１の軌道位置と、前記第１の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の前記第１の複数の軌道位置推定値と、を示す第１の航法メッセージを生成することと、
前記航法信号送信機を介して、前記第１の航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストすることと、
前記第１のシグナリングに基づいて、第２の現在時刻における前記ＬＥＯ衛星の第２の軌道位置を判定することであって、前記第２の現在時刻が、前記第１の時間窓と関連付けられた前記第１の複数の後続の時刻のうちの１つに対応し、前記第２の現在時刻が、前記第１の複数の軌道位置推定値のうちの１つに対応する、判定することと、
前記第２の現在時刻における前記ＬＥＯ衛星の前記第１の軌道位置と、前記第１の複数の軌道位置推定値のうちの前記対応する１つと、の差に基づいて誤差メトリックを生成することと、
前記誤差メトリックが、誤差閾値と比較して好ましくない場合の、
前記曲線フィッティング技術に基づいて、前記第２の現在時刻から第２の時間窓内で関連付けられた第２の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の第２の複数の更新された軌道位置推定値を生成することと、
前記第２の現在時刻における前記第２の軌道位置と、前記第２の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の前記第２の複数の軌道位置推定値と、を示す第２の航法メッセージを生成することと、
前記航法信号送信機を介して、前記第２の航法メッセージを前記少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストすることと、
前記第１の時間窓が、第２の航法メッセージが生成されることなく第３の現在時刻に終了した場合の、
前記第１のシグナリングに基づいて、第３の現在時刻における前記ＬＥＯ衛星の第３の軌道位置を判定することと、
前記曲線フィッティング技術に基づいて、前記第３の現在時刻から第３の時間窓内で関連付けられた第３の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の第３の複数の更新された軌道位置推定値を生成することと、
前記第３の現在時刻における前記第３の軌道位置と、前記第３の複数の後続の時刻についての、前記ＬＥＯ衛星の前記第３の複数の軌道位置推定値と、を示す第３の航法メッセージを生成することと、
前記航法信号送信機を介して、前記第３の航法メッセージを前記少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストすることと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２７］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機であって、前記第１のシグナリングが、原子時計に基づいて生成された少なくとも１つの第１のタイミング信号を含む、全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
クロック信号を生成するように構成された非原子時計と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データにさらに基づいて、前記クロック信号を調整することによって、第２のタイミング信号を生成することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することであって、前記航法メッセージが、前記第２のタイミング信号と、前記ＬＥＯ衛星の前記軌道位置と、前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データと、を含む、生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態２８］
モバイルデバイスであって、
全地球測位受信機であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
固定された場所にある少なくとも１つの地上のＧＰＳ局から第２のシグナリングを受信することと、を行うように構成された、全地球測位受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記補正された第１のシグナリング、前記第２のシグナリング、および前記航法メッセージに基づいて、前記モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、モバイルデバイス。
［形態２９］
方法であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法メッセージを受信することであって、前記航法メッセージが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
固定された場所にある少なくとも１つの地上のＧＰＳ局から第２のシグナリングを受信することと、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記補正された第１のシグナリング、前記第２のシグナリング、および前記航法メッセージに基づいて、モバイルデバイスの向上した位置を生成することと、を含む、方法。
［形態３０］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
バックホール送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つとの前記衛星間通信に基づいて、電波掩蔽データを生成することであって、前記電波掩蔽データが、電離層および対流圏と関連付けられた大気条件を示す、生成することと、
バックホール送受信機を介して前記電波掩蔽データを伝送することと、
前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを受信することであって、前記補正データが、部分的に前記電波掩蔽データに基づいて生成される、受信することと、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態３１］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
伝送／受信ステータスに従って、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように構成された衛星間送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記ＬＥＯ衛星と前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものとの間の前記衛星間通信の前記伝送／受信ステータスを判定することと、
前記第１のシグナリングに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて、かつ前記非ＬＥＯ上の前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第２の複数の非ＬＥＯ航法衛星から受信された第２のシグナリングにさらに基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態３２］
前記ＬＥＯ衛星と前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のものとの間の前記衛星間通信の前記伝送／受信ステータスが、前記ＬＥＯ衛星のメモリ使用量、前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つの他のもののメモリ使用量、前記ＬＥＯ衛星とバックホール受信機との間の距離、前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記少なくとも１つの他のものと前記バックホール受信機との間の距離、前記ＬＥＯ衛星のバッテリ残量、前記ＬＥＯ衛星の前記バッテリ残量と前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記少なくとも１つの他のもののバッテリ残量との差、前記ＬＥＯ衛星がより多くの電力を生成することができる推定時間、前記複数の他のＬＥＯ航法衛星のうちの前記少なくとも１つの他のものがより多くの電力を生成することができる推定時間、または電波掩蔽に基づいて生成された大気条件を示す大気データ、のうちの少なくとも１つに基づいて判定される、形態３１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態３３］
前記衛星間通信が、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの前記他のＬＥＯ航法衛星のうちの少なくとも１つに送信された前記航法メッセージ、電波掩蔽、電波掩蔽に基づいて生成された大気データ、衛星方向と関連付けられた制御情報、衛星姿勢と関連付けられた制御情報、衛星ステータスと関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信条件と関連付けられた制御情報、衛星の衛星間伝送／受信ステータスと関連付けられた指令情報、衛星間伝送電力もしくは周波数と関連付けられた指令情報、暗号化と関連付けられた制御情報、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上のＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、または前記非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの１つ以上の非ＬＥＯ航法衛星の健全性に関連するコンステレーション完全性情報、のうちの少なくとも１つを含む、形態３１に記載のＬＥＯ衛星。
［形態３４］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように、かつ前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信するように構成された、少なくとも１つの送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、航法メッセージを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法メッセージを少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法メッセージが、前記航法メッセージに基づいて前記少なくとも１つのクライアントデバイスが前記少なくとも１つのクライアントデバイスの向上した位置を判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
［形態３５］
衛星コンステレーションシステムと通信するノードの処理システムであって、
前記衛星コンステレーションシステムと通信する少なくとも１つの第１の他のノードから少なくとも１つの航法信号を受信するように構成された少なくとも１つの受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記少なくとも１つの航法信号に基づいて、少なくとも１つの航法メッセージで変調された測距信号を含む新しい航法信号を生成することを含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記衛星コンステレーションシステムと通信する第２の他のノードによる受信のために前記新しい航法信号を伝送するように構成された少なくとも１つの送信機であって、前記新しい航法信号が、前記第２の他のノードを容易にして前記第２の他のノードの位置を判定する、少なくとも１つの送信機と、を備える、処理システム。
［形態３６］
前記動作が、
前記少なくとも１つの航法信号に基づいて、前記ノードの位置、または前記ノードのタイミングデータ、のうちの少なくとも１つを生成することをさらに含み、
前記新しい航法信号が、前記ノードの前記位置、または前記ノードの前記タイミングデータ、のうちの前記少なくとも１つに基づいて生成される、形態３５に記載の処理システム。
［形態３７］
前記少なくとも１つの第１の他のノードが、ＬＥＯ衛星のコンステレーションの少なくとも１つの地球低軌道（ＬＥＯ）衛星として実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態３８］
前記１つのＬＥＯ衛星が、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信することと、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記１つのＬＥＯ衛星の軌道位置を判定することと、
前記軌道位置に基づいて、前記１つの航法信号を生成することと、に基づいて、前記少なくとも１つのＬＥＯ衛星の１つのＬＥＯ衛星の第１の他の処理システムが、前記少なくとも１つの航法信号に含まれる１つの航法信号を送信した、形態３７に記載の処理システム。
［形態３９］
前記第２の他のノードの第２の他の処理システムが、前記ノードによって伝送された前記新しい航法信号に基づいて、別の新しい航法信号を生成し、かつ伝送するように構成されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態４０］
前記新しい航法信号が、前記少なくとも１つの送信機による前記新しい航法信号のブロードキャストに基づいて、前記第２の他のノードを含む複数の第２の他のノードによって受信される、形態３５に記載の処理システム。
［形態４１］
前記新しい航法信号が、前記少なくとも１つの航法信号に含まれる前記少なくとも１つの航法メッセージ、前記少なくとも１つの航法信号に含まれるタイミングデータ、前記航法信号に含まれる前記少なくとも１つの他のノードの位置、または前記航法信号の前記測距信号、のうちの少なくとも１つに基づいて生成される、形態３５に記載の処理システム。
［形態４２］
前記処理システムが、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機をさらに備え、前記新しい航法信号を生成することが、前記第１のシグナリングにさらに基づく、形態３５に記載の処理システム。
［形態４３］
前記ノードが、地球低軌道（ＬＥＯ）衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星として実装されており、前記動作が、前記少なくとも１つの航法信号に基づいて前記ノードの位置を生成することをさらに含み、前記位置が、前記ＬＥＯ衛星の軌道位置を示す、形態３５に記載の処理システム。
［形態４４］
前記ノードが、地球中軌道（ＭＥＯ）および／または静止軌道（ＧＥＯ）、のうちの１つにおいてバックホール衛星として実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態４５］
前記少なくとも１つの第１の他のノードのうちの１つの他のノードが、固定インフラストラクチャノードとして実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態４６］
前記１つの他のノードの別の処理システムが、建物の上部に設置されている、形態４５に記載の処理システム。
［形態４７］
前記ノードが、クライアントデバイスとして実装されており、前記第２の他のノードが、別のクライアントデバイスとして実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態４８］
前記動作が、前記少なくとも１つの航法信号に基づいて、前記ノードの位置、または前記ノードのタイミングデータ、のうちの少なくとも１つを生成することをさらに含み、前記ノードが、
前記ノードの前記位置または前記ノードの前記タイミングデータ、のうちの少なくとも１つを表示するように構成されたディスプレイデバイスをさらに備える、形態４７に記載の処理システム。
［形態４９］
前記クライアントデバイスが、モバイルデバイス、セルラデバイス、またはウェアラブルデバイス、のうちの１つである、形態４８に記載の処理システム。
［形態５０］
前記ノードが、車両として実装されており、前記第２の他のノードが、第２の車両として実装されている、形態３５に記載の処理システム。
［形態５１］
前記車両が、自律型車両または高度自動化車両であり、前記動作が、精密な自律性のために前記少なくとも１つの航法信号を利用することをさらに含む、形態５０に記載の処理システム。
［形態５２］
前記少なくとも１つの第１の他のノードが、少なくとも１つの固定インフラストラクチャノード、または少なくとも１つの第３の車両、のうちの少なくとも１つを含む、形態５１に記載の処理システム。
［形態５３］
前記処理システムが、前記衛星コンステレーションシステムのサービスに対応するアプリケーションデータを記憶する少なくとも１つのメモリをさらに備え、前記動作命令が、前記アプリケーションデータの実行に基づいて前記少なくとも１つのプロセッサによって実行される、形態３５に記載の処理システム。
［形態５４］
前記新しい航法信号を生成することが、前記少なくとも１つの第１の他のノードから受信された前記少なくとも１つの航法信号の暗号化状態から前記暗号化状態を変更することを含む、形態３５に記載の処理システム。
［形態５５］
前記少なくとも１つの航法信号が、第１のスキーマを介して前記少なくとも１つの第１の他のノードから受信され、前記新しい航法信号が、前記第１のスキーマとは異なる第２のスキーマを介して伝送される、形態３５に記載の処理システム。
［形態５６］
方法であって、
衛星コンステレーションシステムと通信する少なくとも１つの第１の他のノードから少なくとも１つの航法信号を受信することと、
前記少なくとも１つの航法信号に基づいて、新しい航法信号を生成することと、
前記衛星コンステレーションシステムと通信する第２の他のノードによる受信のために前記新しい航法信号を伝送することであって、前記新しい航法信号は、前記第２の他のノードが前記新しい航法信号に基づくタイミングデータ、または前記新しい航法信号に基づく前記第２の他のノードの位置、のうちの少なくとも１つを判定することを容易にする、伝送することと、を含む、方法。
［形態５７］
モバイルデバイスであって、
受信機であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星のセットから、航法信号のセットを受信することであって、前記航法信号のセットの各々が、前記ＬＥＯ衛星のセットの対応する１つによって、前記ＬＥＯ衛星のセットのうちの前記対応する１つが、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信すること、
前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信すること、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記１つのＬＥＯ衛星の軌道位置を判定すること、および
前記軌道位置に基づいて、前記航法信号のセットの前記各々を生成すること、に基づいて伝送される、受信すること、を行うように構成された受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記航法信号のセットに基づくタイミングデータ、または前記航法信号のセットに基づく前記モバイルデバイスの位置、のうちの少なくとも１つを生成することを含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、モバイルデバイス。
［形態５８］
前記航法信号のセットが、前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも４つのＬＥＯ衛星のセットから受信される、形態５７に記載のモバイルデバイス。
［形態５９］
方法であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星のセットから、航法信号のセットを受信することであって、前記航法信号のセットの各々が、前記ＬＥＯ衛星のセットの対応する１つによって、前記ＬＥＯ衛星のセットのうちの前記対応する１つが、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信すること、
前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信すること、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記１つのＬＥＯ衛星の軌道位置を判定すること、および
前記軌道位置に基づいて、前記航法信号のセットの前記各々を生成すること、に基づいて伝送される、受信することと、
前記航法信号のセットに基づくタイミングデータ、または前記航法信号のセットに基づく位置、のうちの少なくとも１つを生成することと、を含む、方法。
［形態６０］
前記航法信号のセットが、暗号化を伴う前記ＬＥＯ衛星のセットによって生成され、前記位置は、前記航法信号のセットが暗号化を伴って生成されることに基づいて、暗号化を伴うセキュアな位置の解として実装される、形態５９に記載の方法。
［形態６１］
方法であって、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法信号を受信することであって、前記航法信号が、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法信号および前記補正された第１のシグナリングに基づいて、向上したタイミングデータを生成することと、を含む、方法。
［形態６２］
クライアントデバイスであって、
少なくとも１つの受信機であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信することと、
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの少なくとも１つのＬＥＯ衛星から航法信号を受信することであって、前記航法信号が、非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションと関連付けられた補正データを含む、受信することと、を行うように構成された、少なくとも１つの受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記補正データを前記第１のシグナリングに適用して、補正された第１のシグナリングを生成することと、
前記航法信号および前記補正された第１のシグナリングに基づいて、向上したタイミングデータを生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、を備える、クライアントデバイス。
［形態６３］
前記クライアントデバイスが、既知の静的位置を有し、前記動作が、
前記向上したタイミングデータおよび前記クライアントデバイスの前記既知の静的位置に基づいて、新しい航法信号を生成することと、
少なくとも１つの他のクライアントデバイスによる受信のために前記新しい航法信号を伝送することであって、前記新しい航法信号は、前記少なくとも１つの他のクライアントデバイスが前記少なくとも１つの他のクライアントデバイスの位置を判定することを容易にする、伝送することと、をさらに含む、形態６２に記載のクライアントデバイス。
［形態６４］
前記少なくとも１つの他のクライアントデバイスが、少なくとも１つのモバイルデバイスまたは少なくとも１つの車両を含む、形態６３に記載のクライアントデバイス。
［形態６５］
地球低軌道（ＬＥＯ）上のＬＥＯ航法衛星のコンステレーションのＬＥＯ衛星であって、
非ＬＥＯ上の非ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの第１の複数の非ＬＥＯ航法衛星から第１のシグナリングを受信するように構成された全地球測位受信機と、
前記ＬＥＯ航法衛星のコンステレーションの他のＬＥＯ航法衛星との衛星間通信を送受信するように、かつ前記第１のシグナリングに対応する補正データを受信するように構成された、少なくとも１つの送受信機と、
動作命令を実行するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記動作命令が、前記少なくとも１つのプロセッサに、
前記第１のシグナリングおよび前記補正データに基づいて、前記ＬＥＯ衛星の状態データを判定することと、
前記状態データに基づいて、航法信号を生成することと、を含む動作を実行させる、少なくとも１つのプロセッサと、
前記航法信号を少なくとも１つのクライアントデバイスにブロードキャストするように構成された航法信号送信機であって、前記航法信号は、前記航法信号に基づいて、前記少なくとも１つのクライアントデバイスが向上した状態データまたは向上したタイミングデータ、のうちの少なくとも１つを判定することを容易にする、航法信号送信機と、を備える、ＬＥＯ衛星。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】