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“准天顶卫星系统”包括多颗轨道周期相同的地球静止轨道卫星,这些卫星分布在多个轨道面上,无论何时,总有一颗卫星能够完整覆盖整个日本。通过开发这个系统,日本期望能加强卫星定位技术,并利用改进的星基定位、导航、授时技术,营造安全的社会环境。“准天顶卫星系统”项目的第一阶段使用“指路”号(MICHIBIKI)进行技术验证,用于提高GPS可用性、性能及其应用。结果评估完毕之后,项目进入第二阶段,将使用三颗准天顶卫星验证整个系统的能力。准天顶”系统将在2018年3月完成在轨测试。

武器性能

  • 中文名:准天顶卫星系统
  • 外文名:Quasi-Zenith Satellite System
  • 发射时间:2018年3月
  • 轨道周期:约为42164千米、约23小时56分钟
  • 卫星用途:兼具导航定位,通信和广播功能
  • 轨道倾角:倾角45度,升交点赤经140度
  • 初号機:みちびき(MICHIBIKI)(QZS-1)
  • 目录

    功能编辑本段

    兼具导航定位、移动通信和广播功能的卫星系统。

    组成编辑本段

    准天顶卫星系统由3颗卫星组成,分别运行在倾角45度,升交点赤经140度,与地球自转周期相同的3条轨道上.相对于地球而言、每颗卫星每天都是沿着相同的轨迹运行。通过调整平均近点角,可以使3颗卫星以大约8小时的间隔在同一轨迹上等间隔运行。卫星轨道的长半径与地球静止轨道相差不多,约为42164千米。卫星每个恒星日(约23小时56分钟)绕地球一圈。但与地球静止轨道卫星不同的是,这3颗卫星各自有不同的轨道,并且这3条轨道都与地球赤道所在平面成45度的夹角。因此,从日本本土来看始终有1颗卫星停留在靠近天空顶点的地方,所以日本称之为“准天顶卫星系统”。

    优点编辑本段

    一、在日本,现在广泛使用于通信的地球同步轨道卫星与地面的仰角不超过48 度,其发出的信号由于受地面高层建筑物的遮挡,实际只能覆盖城市面积的30%,而“准天顶卫星”的仰角在60度以上,覆盖率可达100%。
    二、现在的卫星系统所采用的无线通信技术数字化程度和图像处理能力偏低,新的系统将弥补这一缺陷。
    三、美国的全球卫星定位系统因地点和时间原因会产生定位误差,新的系统将有助于实现更加精确的全球定位。准天顶卫星定位功能可分为GPS的补充和加强两种情况。所谓补充就像是单纯地增加GPS卫星数量,提供与GPS一样的无偿服务。而加强部分则表示通过修正GPS信息提高精度,提供精度高于普通GPS有偿定位服务的功能。
    四、因为“ 准天顶卫星”和地球同步轨道卫星在不同的轨道上运行,所以即使使用相同的频率带也不至于相互干扰,可提高频率带的利用率。准天顶卫星系统和美国GPS系统的卫星并用,可大大强化GPS系统提供的信号,定位精度可提高到十几厘米。这将大大提高定位服务的可靠性和可用性。尤其是在日本境内的闹市区和山区。此外,即使美国的GPS系统信号发生中断,日本依然能够具备独立的卫星导航与定位能力。另一方面,该系统可为日本和澳大利亚等地区提供高速移动通信服务。
    五、用“准天顶卫星”可以观测到同步轨道卫星观测不到的南北极地区,为科学研究提供更多的宝贵资料。
    为了实现这一计划,日本经济团体联合会决定设立以民间为主导的官民一体化新公司,新公司将于今年10月成立。准天顶卫星系统的第一颗卫星和地面设施的研制开发费用约为600亿日元。开发这一系统的总费用约为2000亿日元,其中民间企业负担1500亿日元左右。第一颗卫星计划在2008年发射。

    背景编辑本段

    一方面,由于美国全球定位系统(GPS)在全球越来越广泛地应用.GPS成为全球范围内的项重要信息源,相关产品和服务市场迅速扩大,发展成了一个重要产业。同时,卫星导航定位技术具有重要的军民两用价值。对于一个国家的国防和军事发展具有重要意义。面对具有如此巨大作用的技术和产业,有着先进航天技术的日本既不甘心落于人后,失去市场、也不愿意在国防能力上完全依附于别人,因此开发自己独立的卫星导航定位系统就成为日本政府发展的一个重点。发展具有区域导航定位功能的准天顶卫星系统成为必然。
    另一方面,由于卫星互联网接入服务具有巨大的市场潜力。引起了日本政府和企业界的重视。日本联合邮政省在2000年6月向日本宇宙开发委员会提交了份题为改进日本航天开发体制,扩展航天利用新领域的报告。提出了研制和发射国际互联网卫星的建议 。宇宙航空研究开发机构(JAXA)(原日本宇宙开发事业集团与日本航空宇宙技术研究所、宇宙科学研究所合并而成)经过调查证明了国际互联网卫星系统的美好应用前景。经日本宇宙开发委员会同意,决定执行完善高级互联网的空问基础设施(I—SPACE)计划,推进日本的高级互联网技术的发展.使之居于世界领先地位.而准天顶卫星系统正是I—SPACE计划要重点开发的三个系统之一、其目的是开发日本下一代高速移动通信卫星.E为了实现这一计划,日本经济团体联合会决定设立以民间为主导的官民一体化新公司。2002年11月1日正式成立了新卫星商业公司、共有43家企业出资,启动资金为1亿日元.三菱电机公司、 日立制作所和丰田汽车公司等7家企业持股占77%。按计划,准天顶卫星系统的总费用约为2000亿日元、民间企业将负担1500亿日元左右。第一颗卫星和地面设施的研制开发费用约为600亿日元,第一颗卫星计划在2008年发射。系统计划在2010年投入使用。
    但是,准天顶卫星系统的进展并不顺利。一方面,民间企业投资还存在较大缺口。另一方面,还没有决定由哪个政府部门来负责准天顶卫星系统。因此,系统的进度可能会延迟一年或更长时间。

    计划编辑本段

    2013年4月,日本内务省宣布
    ,分别与三菱电机公司和日本电气公司(NEC)签订合同。这两家公司将为日本的“准天顶”卫星系统(QZSS)建造卫星和地面控制系统。三菱电机公司所签订合同价值500亿日元(5400万美元)。根据合同规定,该公司将建造1颗地球同步卫星和2颗“准天顶”卫星,与2010年9月11日发射的第一颗“准天顶”卫星“指路”号共同构建卫星星座。
    与此同时,NEC将领导建立一个团队,成员由三菱UFJ租赁有限公司和三菱电机公司组成。该团队将利用民间投资,建造“准天顶”地面控制段。目前,预计将从民间融资渠道募集到约1170亿日元(13亿美元)的资金,用于地面系统的设计和建造,并支持该系统未来15年的运行。
    根据计划,“准天顶”系统将在2018年3月完成在轨测试。

    QZSS和定位扩增编辑本段

    QZSS可在两方面增强全球定位系统的效能:可用性,增进GPS信号的可用性;其次为效能改善,增加GPS导航的准确度和可靠度。
    准天顶卫星发送的GPS可用性增强讯号和现代化的GPS讯号相容,因此确保了两系统的互通性。QZS将发送L1C/A 信号、L1C信号、L2C信号和 L5信号。这将大大减少对于规范及接收机设计的改动。
    QZS能经由L1-SAIF及LEX次米级效能增强讯号,提供测距校正资料。因此相较于独立的GPS,GPS加上QZSS组成的联合系统可提供更好的定位效能。另外,通过故障监测和系统健康资料的通报,提高了可靠度。QZSS还提供使用者其他辅助资料,改善GPS信号撷取。
    依据原本的计划,QZS携带两种类型的太空用原子钟:氢迈射和铷原子钟。但被动式氢迈射的发展已于2006年终止。定位信号将由铷原子钟生成,采用类似GPS报时系统的体系结构。QZSS将使用双向卫星时间和频率传输架构(TWSTFT,Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer),这将可以获得卫星原子钟在太空中的标准行为和一些其它研究的基础知识。

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