Przejdź do zawartości

QZSS

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
QZSS
QZS-6
Państwo Japonia
Nazwa użytkowa Michibiki (jap. みちびき Michibiki)
Rodzaj regionalny system nawigacji satelitarnej i system wspomagania GPS
Nadzór programu Rząd Japonii (Biuro Gabinetu Japonii)
Operator usług Quasi-Zenith Satellite System Services Inc.
Start usług operacyjnych 1 listopada 2018
Pierwszy start 11 września 2010
Liczba satelitów 5 operacyjnych; docelowo 7, z planem rozbudowy do 11
Strona internetowa qzss.go.jp

QZSS (juntenchō eisei shisutemu (jap. 準天頂衛星システム); nazwa użytkowa Michibiki (jap. みちびき; „prowadzenie”); ang. Quasi-Zenith Satellite System) – japoński regionalny satelitarny system nawigacyjny i system wspomagający użycie GPS w Japonii oraz w szerszym regionie Azji i Oceanii. System został zaprojektowany tak, aby satelity QZSS były przez znaczną część doby widoczne wysoko nad Japonią, co poprawia dostępność sygnału w miastach i terenach górskich, gdzie sygnały GPS bywają zasłaniane lub odbijane od przeszkód[1][2][3.1][4.1].

QZSS nie jest prostym odpowiednikiem globalnych systemów nawigacji satelitarnej takich jak GPS, GLONASS, Galileo czy Beidou. Jego podstawową rolą jest zwiększanie liczby widocznych satelitów zgodnych z GPS, przekazywanie poprawek i usług bezpieczeństwa oraz dostarczanie dodatkowych usług regionalnych[3.2][5.1]. Po uruchomieniu usług operacyjnych 1 listopada 2018 system działał jako konstelacja czterosatelitarna, a najbliższym etapem docelowym po tej konfiguracji jest układ siedmiu satelitów, który ma umożliwiać samodzielne utrzymywanie pozycjonowania nad Japonią przy co najmniej czterech widocznych satelitach QZSS[6][7][8][3.2]. Rozbudowa nie przebiegała jednak liniowo: QZS-6 wszedł do usług w 2025 roku, natomiast start QZS-5 rakietą H3 F8 22 grudnia 2025 zakończył się niepowodzeniem i utratą satelity, a start QZS-7 został przełożony poza pierwotne okno kończące się 31 marca 2026[9][10][11][12]. Osobny, dalszy plan polityki kosmicznej przewiduje rozbudowę do jedenastu satelitów, aby zwiększyć odporność systemu na awarie pojedynczych satelitów[13].

Nazwa i zakres

[edytuj | edytuj kod]

Angielska nazwa Quasi-Zenith Satellite System odnosi się do orbit, na których satelita przez długi czas znajduje się blisko zenitu dla obserwatora w Japonii[3.2][4.1]. Według oficjalnych materiałów QZSS składa się głównie z satelitów na orbitach quasi-zenitowych (QZO), jednak określenie „satelita quasi-zenitowy” (QZS) obejmuje zarówno satelity na QZO, jak i na orbitach geostacjonarnych[1]. Gdy trzeba wskazać wyłącznie te pierwsze, używa się nazwy „satelita QZO”[1].

Nazwa Michibiki (jap. みちびき, „przewodnictwo” lub „prowadzenie”) jest nazwą użytkową programu[14]. Pierwotnie nadano ją pierwszemu satelicie, QZS-1, wybierając ją w otwartym naborze propozycji od publiczności[3.2].

Geneza i rozwój

[edytuj | edytuj kod]

Koncepcja QZSS wynikała z praktycznych ograniczeń używania GPS w Japonii. W gęstej zabudowie i na obszarach górskich użytkownik często widzi mniej satelitów, a sygnał może dochodzić drogami odbitymi. Satelita widoczny wysoko nad horyzontem zmniejsza ryzyko zasłonięcia sygnału i może być traktowany przez odbiornik jak dodatkowy satelita GPS, jeżeli nadaje zgodne sygnały i ma zsynchronizowany czas[15][16][3.3][4.1]. Problemu tego nie rozwiązują satelity geostacjonarne, używane m.in. przez systemy wspomagające SBAS: na średnich szerokościach geograficznych widać je najwyżej około 45° nad horyzontem, więc w zabudowie miejskiej ich sygnał często zasłaniają budynki[4.1][3.4].

Badania nad orbitą quasi-zenitową prowadziło od lat 70. XX wieku laboratorium badań radiowych japońskiego ministerstwa poczty i telekomunikacji (później instytut NICT(inne języki)). W latach 90. prace nad pozycjonowaniem z użyciem takich satelitów podjęły także Communications Research Laboratory i ówczesna japońska agencja kosmiczna NASDA(inne języki)[17.1]. Communications Research Laboratory zaproponowało wówczas do łączności ruchomej i nawigacji satelity krążące po kołowych, nachylonych orbitach o okresie równym dobie gwiazdowej, których ślad na powierzchni Ziemi ma kształt ósemki[3.5]. Bezpośrednim impulsem do realizacji programu była rekomendacja federacji gospodarczej Keidanren z lipca 2001 roku[17.1].

W 2002 roku powstała Advanced Space Business Corporation (ASBC), która miała zbadać opłacalność przedsięwzięcia, a projekt QZSS ruszył jako realizowana we współpracy sektora prywatnego i rządu misja łącząca łączność, nadawanie i nawigację[18]. Na początku 2007 roku, gdy ASBC miała zostać zamknięta, za zgodą czterech ministerstw utworzono fundację Satellite Positioning Research and Application Center (SPAC), z którą rząd współpracował przy realizacji projektu[18][17.2].

Pierwotnie QZSS pomyślano jako system wielofunkcyjny, który oprócz pozycjonowania miał świadczyć użytkownikom ruchomym usługi łączności i nadawania[4.1]. W 2002 roku rządowa Rada ds. Polityki Naukowej i Technologicznej, odpowiadając na rekomendację Keidanren, przyjęła politykę promowania rozwoju systemu w formule partnerstwa publiczno-prywatnego, a w grudniu tego roku uznała, że prowadzenie programu jest właściwe[17.3]. W sierpniu 2003 roku uzgodniono, że rząd odpowiada za rozwój technologii i demonstrację satelitów na orbicie, a sektor prywatny – za komercjalizację. Koszt programu szacowano wówczas na 170 mld jenów, z czego 90 mld miał pokryć rząd, a 80 mld – firmy[17.4]. Udziałowcami ASBC było 59 przedsiębiorstw, m.in. Mitsubishi Electric(inne języki), Hitachi i Toyota[17.5]. W lutym 2006 roku ASBC zrezygnowała jednak z komercyjnych usług łączności i nadawania, uznając, że szybki rozwój infrastruktury naziemnej odebrał im opłacalność, i w sierpniu 2007 roku uległa rozwiązaniu[17.6]. Już w marcu 2006 roku rządowe zasady programu przewidziały, że system zbuduje państwo w dwóch etapach: najpierw jeden satelita do demonstracji technologii, potem trzy do demonstracji całego systemu[17.7]. Główną rolę powierzono japońskiemu ministerstwu edukacji, kultury, sportu, nauki i technologii, a eksploatację satelity – JAXA[17.2].

W obecnej fazie nadzór rządowy nad programem sprawuje Biuro Gabinetu Japonii, a operację usług prowadzi Quasi-Zenith Satellite System Services Inc. (QSS)[2][3.2][19.1]. Spółkę tę powołało konsorcjum kierowane przez NEC, wybrane w procedurze rozpoczętej w 2013 roku w formule prywatnej inicjatywy finansowej (PFI) na budowę segmentu naziemnego i świadczenie usług przez 15 lat, od 2018 do 2033 roku[3.2][14].

Pierwszy satelita programu, QZS-1 Michibiki, został wystrzelony 11 września 2010 z Centrum Lotów Kosmicznych Tanegashima rakietą H-IIA. Był on satelitą demonstracyjnym i testowym, a jego start oraz późniejsze próby pozwoliły przejść od fazy badawczej do budowy systemu operacyjnego[20][2][3.6][17.8][5.1]. Jego sygnały L1 C/A i L2C oznaczono jako sprawne 22 czerwca 2011, a L1C i L5 – 14 lipca 2011[3.7].

W sierpniu 2011 roku, w następstwie trzęsienia ziemi w Tōhoku, komisja ds. strategii rozwoju przestrzeni kosmicznej uznała QZSS za najważniejszy program japońskiej polityki kosmicznej i zaleciła pełne wdrażanie systemu od roku budżetowego 2012[17.9]. 30 września 2011 roku rząd zdecydował o budowie konstelacji czterech satelitów jako infrastruktury narodowej do końca lat 2010. i wyznaczył dalszy cel siedmiu satelitów około 2023 roku, by przy minimalnych kosztach utrzymać niezależną zdolność pozycjonowania[3.2]. W 2013 roku rząd Japonii zapowiedział rozbudowę systemu do czterech satelitów, a Mitsubishi Electric otrzymało kontrakt na budowę trzech kolejnych satelitów przeznaczonych do startu przed końcem 2017 roku[14][3.2]. W 2017 roku wystrzelono QZS-2, QZS-3 i QZS-4, co umożliwiło przejście do konfiguracji czterosatelitarnej z działającym wcześniej QZS-1[21][22][23].

QZSS oficjalnie rozpoczął świadczenie usług 1 listopada 2018. W 2021 roku wystrzelono QZS-1R jako następcę pierwszego satelity; start ten odnotowały także polskie media branżowe jako wyniesienie kolejnego satelity japońskiej konstelacji QZS rozwijanej od około dekady[6][7][24][25]. Pełną pracę QZS-1 zakończono po zmianie orbity we wrześniu 2023[26].

Najbliższym etapem docelowym pozostaje konfiguracja siedmiosatelitarna. Oficjalny opis programu wskazuje, że dodatkowe satelity mają zwiększyć obszar odbioru sygnałów, poprawić dokładność usług oraz umożliwić ciągłe pozycjonowanie nad Japonią z użyciem samego QZSS. QZS-6 wystrzelono 2 lutego 2025 rakietą H3 F5, a jego usługi rozpoczęto w 2025 roku, w tym podstawowe usługi od lipca i transmisję SBAS od października[8][27][28][9][29].

Następny satelita QZS-5 nie został jednak wprowadzony do planowanej orbity. JAXA podała, że podczas startu H3 F8 22 grudnia 2025 drugie uruchomienie silnika drugiego stopnia nie przebiegło prawidłowo i zakończyło się przedwcześnie, a Biuro Gabinetu Japonii trzy dni później informowało o utracie satelity. Ten sam komunikat zapowiadał utrzymanie stabilnych usług wysokiej dokładności za pomocą pięciu działających satelitów oraz koncentrację na możliwie wczesnym starcie QZS-7. Start QZS-7, planowany początkowo na 1 lutego 2026, został odłożony[30]; w lutym 2026 JAXA informowała, że nie odbędzie się on w pierwotnym oknie rezerwowym do 31 marca 2026, ponieważ nadal trwało badanie awarii H3 F8 i jej wpływu na kolejne rakiety[10][11][12].

Orbity i architektura

[edytuj | edytuj kod]
Animacja układu trzech satelitów na orbitach quasi-zenitowych.

Podstawową cechą systemu jest użycie silnie nachylonych orbit geosynchronicznych, których ślad naziemny tworzy asymetryczną ósemkę[3.8][4.2]. Dla obserwatora w pobliżu Tokio satelity na takiej orbicie wschodzą kolejno od południowego wschodu, długo pozostają wysoko nad niebem Japonii, a następnie przechodzą przez południową część śladu nad obszarem Australii[3.8][5.2][31]. Dzięki rozstawieniu trzech satelitów co około 120° jeden z nich może znajdować się wysoko nad Japonią wtedy, gdy pozostałe są w innych częściach toru[31][3.2]. Każdy z trzech satelitów przebywa nad Japonią około ośmiu godzin na dobę, a co najmniej jeden z nich jest zawsze wyżej niż 60° nad horyzontem[3.2]. W specyfikacjach interfejsu QZSS nominalną półosię wielką takiej orbity podawano jako około 42 164 km, nachylenie około 43° i mimośród rzędu 0,075, przy geometrii dobranej tak, aby ślad naziemny skupiał się wokół długości geograficznych istotnych dla Japonii[3.8]. Środek śladu utrzymuje się na długości 135° E (± 5°). Ponieważ spłaszczenie i trójosiowość Ziemi oraz perturbacje księżycowo-słoneczne powoli zmieniają orbitę, satelity wykonują manewry korekcyjne mniej więcej co pół roku[3.9]. Odległość satelity od powierzchni Ziemi zmienia się w ciągu doby o około 6300 km (orbita QZS-1 sięgała od około 33 000 do 39 000 km), a ponieważ apogeum leży nad półkulą północną, satelita przebywa nad nią dłużej niż połowę doby[3.10][5.2].

Na etapie projektowania rozważano kilka wariantów orbit: w listopadzie 2002 roku do Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego zgłoszono pięć konfiguracji, a analizy porównywały m.in. ślad w kształcie asymetrycznej ósemki, ślad „jajowaty” i ósemkę symetryczną względem równika[4.2]. Asymetryczną ósemkę wybrano jako kompromis między dostępnością usług, parametrami łącza i odpornością systemu[3.11]. Według symulacji z 2003 roku już trzy satelity QZSS wydłużyłyby w Tokio czas dostępności pozycjonowania z 91,4% do 100% doby, a średnią liczbę widocznych satelitów zwiększyłyby z około 4,9 do około 7[4.3].

Konstelacja QZSS łączy satelity na orbitach quasi-zenitowych i geostacjonarnych[3.2]. Oficjalny wykaz satelitów pozycjonujących podaje, że satelity QZS-2, QZS-4 i QZS-1R pracują na orbitach quasi-zenitowych, QZS-3 i QZS-6 na orbitach geostacjonarnych, a każdy z nich nadaje wybrane sygnały pozycjonujące i korekcyjne w pasmach używanych przez usługi QZSS[32]. Materiały dotyczące układu siedmiu satelitów opisują docelowo połączenie satelitów QZO, GEO i quasi-geostacjonarnego, tak aby zwiększać zarówno dostępność geometrii nad Japonią, jak i redundancję systemu[27][33].

Satelity

[edytuj | edytuj kod]

Według oficjalnego wykazu satelitów pozycjonujących oraz komunikatów o startach do operacyjnej części QZSS i najbliższych etapów programu należą następujące satelity[32][10][12]:

Satelita Start Rakieta Orbita / położenie Status Uwagi
QZS-1 Michibiki 11 września 2010 H-IIA F18 quasi-zenitowa wycofany satelita demonstracyjny[3.12], zastąpiony przez QZS-1R[24], pełną pracę zakończył 15 września 2023[20][26]
QZS-2 1 czerwca 2017 H-IIA F34 quasi-zenitowa operacyjny element konstelacji czterosatelitarnej uruchomionej operacyjnie w 2018 roku[21][32][2]
QZS-3 19 sierpnia 2017 H-IIA F35 geostacjonarna operacyjny satelita geostacjonarny z dodatkowymi usługami, w tym sygnałami w paśmie S[22][32][3.8]
QZS-4 10 października 2017 H-IIA F36 quasi-zenitowa operacyjny jeden z satelitów quasi-zenitowych pierwszej konstelacji operacyjnej[23][32][2]
QZS-1R 26 października 2021 H-IIA F44 quasi-zenitowa operacyjny następca QZS-1[24][32]
QZS-5 22 grudnia 2025 H3 F8 planowana quasi-zenitowa utracony nie został wprowadzony na planowaną orbitę po awarii rakiety H3 F8[10][11][27]
QZS-6 2 lutego 2025 H3 F5 geostacjonarna operacyjny usługi podstawowe rozpoczęto w lipcu 2025, a transmisję SBAS w październiku 2025[28][9][29]
QZS-7 planowany H3 F9 quasi-geostacjonarna w przygotowaniu po awarii H3 F8 start przełożono poza pierwotne okno kończące się 31 marca 2026[12][33][27]

Pierwszego satelitę, QZS-1, zbudowano na bazie platformy DS2000 firmy Mitsubishi Electric, wywodzącej się z japońskiego satelity technologicznego ETS-VIII. W chwili oddzielenia od rakiety ważył około 4100 kg, z czego około 2,3 t stanowiło paliwo potrzebne do osiągnięcia orbity geosynchronicznej. Zaprojektowano go na ponad 10 lat pracy[3.13]. Wzorcem czasu były dwa niezależne rubidowe wzorce częstotliwości, identyczne z zegarami amerykańskich satelitów GPS bloku IIF[3.14], a stabilność zegara w skali doby osiągała 1·10−14[3.15]. W odróżnieniu od satelitów GPS i GLONASS QZS-1 przy kącie między kierunkiem na Słońce a płaszczyzną orbity mniejszym niż 20° przestawał obracać się wokół osi skierowanej ku Ziemi i utrzymywał oś paneli słonecznych prostopadle do płaszczyzny orbity. Unikał w ten sposób szybkich obrotów, których nie nadążałyby wykonać koła reakcyjne[3.14][5.3].

Segment naziemny i pomiary wysokiej dokładności

[edytuj | edytuj kod]

Segment naziemny systemu obejmuje kontrolę satelitów, sieć monitorującą i infrastrukturę przygotowującą poprawki oraz komunikaty usługowe. W przypadku usług wysokiej dokładności wykorzystywane są dane ze stacji GNSS w Japonii i za granicą, a poprawki orbit, zegarów, opóźnień jonosferycznych lub troposferycznych są przekazywane użytkownikom przez satelity QZSS[34][35][19.2]. W części rozbudowy QZS-6 i QZS-7 przewidziano także ładunki dodatkowe związane ze świadomością sytuacyjną w przestrzeni kosmicznej, przygotowywane we współpracy ze Stanami Zjednoczonymi[36].

W fazie demonstracyjnej QZS-1 główną stację kontroli umieszczono w Centrum Kosmicznym Tsukuba(inne języki) JAXA, a stację telemetrii i sterowania z dwiema antenami o średnicy 7,6 m – na Okinawie[3.16]. Sygnały QZSS i GPS odbierało dziewięć stacji monitorujących w Japonii oraz w regionie Azji i Oceanii, m.in. na Hawajach, Guamie, w Australii, Indiach i Tajlandii[3.17]. Czas systemowy QZSS (QZSST) wyznaczał zegar odbiornika stacji Koganei, powiązanej z japońskim wzorcem UTC(NICT). Różnicę względem czasu GPS wliczano do parametrów zegara nadawanych w komunikacie nawigacyjnym, tak by odbiornik nie musiał jej osobno uwzględniać[3.18]. Dzięki stałej łączności ze stacją kontroli dane efemeryd i zegara QZS-1 aktualizowano co 15 minut (w GPS – co 2 godziny), a błąd odległości wynikający z sygnału satelity (SIS-URE) wynosił w lipcu 2014 roku 0,34 m (wartość średnia kwadratowa)[3.19]. W systemie operacyjnym podsystem generujący poprawki CLAS ma dwie redundantne stacje główne – w Kobe i Hitachiōta[19.3].

W generacji QZS-5–7 przewidziano również system ASNAV (Advanced Satellite Navigation System), rozwijany przez JAXA jako demonstracja precyzyjniejszych pomiarów orbit i czasu. Obejmuje on pomiary między satelitami oraz pomiary satelita–stacja naziemna, które mają ograniczać część błędów wynikających z niepewności położenia satelity i synchronizacji czasu; ich działanie ma być sprawdzane w osobnej demonstracji, prowadzonej tak, by nie wpływała na usługi QZSS[37].

Sygnały i usługi

[edytuj | edytuj kod]

QZSS nadaje sygnały zgodne z GPS oraz sygnały własne[3.20]. Oficjalna tabela sygnałów wymienia między innymi L1C/A, L1C, L2C, L5, L1S, L1Sb, L5S, L6D, L6E i sygnały w paśmie S, przypisując je do usług pozycjonowania PNT, poprawek SLAS i CLAS, MADOCA-PPP, raportów kryzysowych, uwierzytelniania sygnału, usługi SBAS, potwierdzania bezpieczeństwa Q-ANPI oraz weryfikacji technologii pozycjonowania[38][39]. Część postanowień PS-QZSS-005 odnosi się do przyszłej usługi siedmiosatelitarnej; do czasu jej uruchomienia operator dla wskazanych sekcji odsyła do wcześniejszego standardu PS-QZSS-003[40]. W bieżącej konfiguracji operacyjnej sygnał L1C/B nadają QZS-1R i QZS-6; w dokumentacji PNT dla QZS-5–7 przewidziano go także dla satelitów nowszej generacji. Sygnały L1C/A i L1C/B są transmitowane rozłącznie[38][41]. Pierwszy satelita nadawał sześć sygnałów: cztery interoperacyjne z GPS (L1C/A, L1C, L2C i L5) oraz dwa wspomagające[5.1][3.20]. Sygnał L1-SAIF w paśmie L1 był emitowany z osobnej anteny[5.1][3.4], a eksperymentalny sygnał LEX nadawano na częstotliwości 1278,75 MHz (pasmo E6 systemu Galileo) o przepływności 2 kb/s[5.1][3.21]. W systemie operacyjnym ich następcami są sygnały L1S i L6[3.20].

Podstawowa usługa PNT, czyli pozycjonowanie, nawigacja i czas, polega na nadawaniu sygnałów o tych samych częstotliwościach i zgodnym czasie co GPS. Odbiornik może wówczas używać satelitów QZSS łącznie z satelitami GPS, jakby zwiększona została liczba dostępnych satelitów. Ma to szczególne znaczenie przy ograniczonej widoczności nieba oraz przy błędach geometrii satelitów i propagacji przez jonosferę[15][41][3.20][5.1].

SLAS, czyli usługa poprawek poziomu submetrowego, przekazuje przez sygnał L1S informacje zmniejszające błędy orbit, zegarów i opóźnień jonosferycznych. Według opisu operatora typowe pozycjonowanie jednoczęstotliwościowe GPS może dawać błędy rzędu około 10 m, a poprawki SLAS mają umożliwiać zejście do poziomu kilku metrów w zastosowaniach pieszych, rowerowych, morskich lub rejestrujących ruch pojazdu, o ile opóźnienia tworzenia poprawek nie są krytyczne[42][43][44]. Usługa wywodzi się z sygnału L1-SAIF testowanego na QZS-1, którego poprawki obliczano w czasie rzeczywistym z obserwacji ponad 1200 stacji japońskiej sieci referencyjnej GEONET[3.21].

CLAS, czyli usługa poprawek poziomu centymetrowego, wykorzystuje dane z japońskiej sieci stacji referencyjnych GNSS i przekazuje przez sygnał L6D informacje potrzebne do dokładniejszego wyznaczania pozycji[19.3]. Usługa jest przeznaczona dla odbiorników zdolnych do korzystania z sygnału L6D i jest opisywana jako element infrastruktury dla geodezji, automatyzacji prac budowlanych, rolnictwa precyzyjnego i innych zastosowań wymagających wysokiej dokładności[34][45][46][19.4]. Poprawki oblicza się z danych około 1300 stacji sieci GEONET i kompresuje do strumienia poniżej 2 kb/s w formacie Compact SSR, opartym na komunikatach RTCM SC-104[19.2]. Standard wydajności z 2016 roku zakładał na obszarze Japonii i jej wód terytorialnych dokładność 6 cm w poziomie i 12 cm w pionie (dla 95% pomiarów, przy otwartym niebie i nieruchomym odbiorniku)[19.5]. Czas pierwszego wyznaczenia pozycji miał nie przekraczać 60 s[19.5]. Usługę rozwinięto na podstawie eksperymentów z sygnałem LEX satelity QZS-1[3.12].

MADOCA-PPP to usługa poprawek orbit i zegarów wielu konstelacji GNSS, przeznaczona dla precyzyjnego pozycjonowania punktowego w regionie Azji i Oceanii. Wykorzystuje obserwacje z krajowych i zagranicznych sieci monitorujących, w tym systemu MIRAI, a usługa operacyjna rozpoczęła się 1 kwietnia 2024. Operator wskazuje zastosowania w żegludze, zautomatyzowanej jeździe, budownictwie, rolnictwie informatycznym oraz w szacowaniu pary wodnej w atmosferze dla prognoz pogody[35][47]. Dodatkowe eksperymentalne poprawki jonosferyczne MADOCA-PPP definiowano dla wybranych obszarów Azji i Oceanii, w tym Japonii, Filipin, Australii i Indonezji[48]. Już w fazie demonstracyjnej QZS-1 JAXA nadawała sygnałem LEX eksperymentalne poprawki SSR dla wielosystemowego precyzyjnego pozycjonowania punktowego[3.12].

QZSS przenosi również komunikaty bezpieczeństwa i zarządzania kryzysowego. Usługa DC Report używa sygnału L1S do nadawania komunikatów przygotowywanych z danych instytucji odpowiedzialnych za ostrzeganie, między innymi o trzęsieniach ziemi i tsunami, a rozszerzona usługa DCX od 1 kwietnia 2024 obejmuje także komunikaty typu J-Alert i L-Alert oraz jest przewidziana do rozszerzania poza Japonię w regionie Azji i Pacyfiku[49][3.2]. Satelity geostacjonarne obsługują ponadto w paśmie S usługę potwierdzania bezpieczeństwa Q-ANPI: po klęsce żywiołowej, gdy inne łącza zawodzą, pozwala ona przekazać krótkie komunikaty użytkowników do centrum kontroli, skąd trafiają one do adresatów pocztą elektroniczną[3.8].

Usługę uwierzytelniania sygnału uruchomiono w kwietniu 2024 roku. Jej celem jest umożliwienie odbiornikowi sprawdzenia, czy odebrany komunikat nawigacyjny pochodzi z satelity, a nie z urządzenia podszywającego się pod system. W tym celu dane uwierzytelniające są tworzone z użyciem klucza prywatnego w stacji kontroli, dołączane do wiadomości nawigacyjnej i weryfikowane przez odbiornik przy użyciu klucza publicznego[50].

QZSS pełni ponadto funkcję nośnika usług SBAS. Usługa SBAS Transmission Service przekazuje przez satelity geostacjonarne informacje o poprawkach błędów odległości i stanie satelitów nawigacyjnych dla odbiorników zgodnych z SBAS, m.in. w lotnictwie[51]. Nadawany przez satelitę geostacjonarnego sygnał L1Sb zaprojektowano jako następcę dotychczasowego japońskiego systemu wspomagającego MSAS[3.20].

Zasięg i zastosowania

[edytuj | edytuj kod]

Od listopada 2018 roku, gdy system działał w konstelacji czterech satelitów, z obszaru Azji i Oceanii stale widoczne były trzy z nich[1]. Poprawki usług SLAS i CLAS obejmują natomiast tylko Japonię wraz z pobliskimi wodami[33].

Najważniejszym obszarem wykorzystania jest Japonia, gdzie wysoka elewacja satelitów quasi-zenitowych poprawia dostępność pomiaru w zabudowie i terenie górskim[4.4]. Część usług, zwłaszcza MADOCA-PPP i wybrane komunikaty kryzysowe, jest projektowana szerzej dla regionu Azji i Oceanii, w tym dla zastosowań morskich, transportowych, rolniczych, budowlanych i meteorologicznych[8][35].

Według Biura Gabinetu QZSS pozwala także uzyskać dokładny czas, wykorzystywany m.in. przy rozliczaniu transakcji finansowych i synchronizacji czasu stacji bazowych telefonii komórkowej, a sam system jest cyfrową infrastrukturą podstawową, niezbędną dla przyszłego inteligentnego społeczeństwa i przemysłu[33]. Satelity QZSS nadają sygnały o tych samych częstotliwościach i zgodnym czasie co GPS[15][3.22].

Relacja do innych systemów

[edytuj | edytuj kod]

QZSS został zbudowany przede wszystkim jako system kompatybilny z GPS[3.23]. Japoński operator podkreśla, że satelity QZSS nadają te same sygnały co GPS i mają zegary zsynchronizowane z GPS, dzięki czemu można ich używać łącznie z GPS jak jednej grupy satelitów[15][52]. Usługa poprawek MADOCA-PPP obejmuje kilka konstelacji (QZSS, GPS, GLONASS i Galileo)[35][39].

Program od początku rozwijano w ramach japońsko-amerykańskiej współpracy w zakresie GPS, sformalizowanej wspólnym oświadczeniem rządów obu państw z 1998 roku[17.2][4.2]. Pod koniec lat 90. plany japońskiego systemu budziły w Stanach Zjednoczonych pewne obawy. Założeniem było jednak używanie QZSS łącznie z GPS, bo trzy satelity nie pozwalały na samodzielne pozycjonowanie, i program uznano za korzystny także z perspektywy amerykańskiej jako uzupełnienie GPS w regionie Azji i Oceanii[17.10]. Zgodność obu systemów, czyli brak wzajemnych szkodliwych zakłóceń, oraz ich interoperacyjność potwierdziła wspólna japońsko-amerykańska grupa robocza GPS-QZSS[3.24][4.5].

W porównaniu z globalnymi systemami GNSS QZSS ma charakter regionalny i uzupełniający[3.5][17.10]. Nie zastępuje globalnego GPS, ale zwiększa niezawodność i dokładność usług w obszarach, dla których został zaprojektowany. W planowanej konfiguracji siedmiosatelitarnej Japonia ma uzyskać większą autonomię usług pozycjonowania nad własnym terytorium, przy zachowaniu interoperacyjności z istniejącymi systemami globalnymi[8][1][3.2][17.11].

Zobacz też

[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. 1 2 3 4 5 Overview of the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  2. 1 2 3 4 5 What is the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS)?. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  3. Satoshi Kogure, A.S. Ganeshan, Oliver Montenbruck, Regional Systems, [w:] Peter J.G. Teunissen, Oliver Montenbruck (red.), Springer Handbook of Global Navigation Satellite Systems, Cham: Springer, 2017, s. 305–337, DOI: 10.1007/978-3-319-42928-1_11, ISBN 978-3-319-42926-7 (ang.).
    1. ↑ s. 306–307
    2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 s. 307
    3. ↑ s. 306–307, 309
    4. 1 2 s. 311
    5. 1 2 s. 306
    6. ↑ s. 307, 313
    7. ↑ s. 320
    8. 1 2 3 4 5 s. 307–308
    9. ↑ s. 308, 320
    10. ↑ s. 307–308, 314
    11. ↑ s. 308
    12. 1 2 3 s. 313
    13. ↑ s. 313–314
    14. 1 2 s. 315
    15. ↑ s. 321
    16. ↑ s. 317–318
    17. ↑ s. 317
    18. ↑ s. 319
    19. ↑ s. 310, 320
    20. 1 2 3 4 5 s. 309
    21. 1 2 s. 309, 311
    22. ↑ s. 309, 319
    23. ↑ s. 306, 309
    24. ↑ s. 310
  4. Falin Wu, Nobuaki Kubo, Akio Yasuda, Performance evaluation of GPS augmentation using Quasi-Zenith Satellite System, „IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems”, 40 (4), 2004, s. 1249–1261, DOI: 10.1109/TAES.2004.1386878, ISSN 0018-9251 (ang.).
    1. 1 2 3 4 5 s. 1249
    2. 1 2 3 s. 1250
    3. ↑ s. 1257, 1259
    4. ↑ s. 1249, 1257–1259
    5. ↑ s. 1251
  5. André Hauschild, Peter Steigenberger, Carlos Rodriguez-Solano, Signal, orbit and attitude analysis of Japan’s first QZSS satellite Michibiki, „GPS Solutions”, 16 (1), 2012, s. 127–133, DOI: 10.1007/s10291-011-0245-5, ISSN 1080-5370 (ang.).
    1. 1 2 3 4 5 6 s. 127
    2. 1 2 s. 128
    3. ↑ s. 130
  6. 1 2 Start of QZSS Services. Biuro Gabinetu Japonii, 2018-11-01. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  7. 1 2 Japan's QZSS service now officially available. GPS World, 2018-11-26. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  8. 1 2 3 4 QZSS is Becoming a Seven-satellite Constellation. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  9. 1 2 3 Start of QZS-6 Services. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-07-18. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  10. 1 2 3 4 Launch Failure of the 8th H3 Launch Vehicle and Setting up a Special Task Force. JAXA, 2025-12-22. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  11. 1 2 3 H3ロケット8号機の打上げ失敗及び準天頂衛星システム「みちびき5号機」の喪失について［内閣府特命担当大臣（宇宙政策）談話］. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-12-25. [dostęp 2026-05-11]. (jap.).
  12. 1 2 3 4 Launch Postponement of MICHIBIKI No. 7, Quasi-Zenith Satellite System (QZS-7) aboard the 9th H3 Launch Vehicle (H3 F9). JAXA, 2026-02-03. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  13. ↑ 衛星測位に関する取組方針 2025. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-05. [dostęp 2026-05-11]. (jap.).
  14. 1 2 3 Japan to build fleet of navigation satellites. Spaceflight Now, 2013-04-04. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  15. 1 2 3 4 Satellite Positioning, Navigation and Timing Service (PNT). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  16. ↑ QZSS. Navipedia, European Space Agency. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  17. Hideaki Shiroyama, Recent Development of Japan’s Space Policy: The Quasi-Zenith Satellite Programme and the Space Policy Making Process, [w:] P. Hulsroj i inni red., Yearbook on Space Policy 2010/2011, Wiedeń: Springer, 2013, s. 207–221, DOI: 10.1007/978-3-7091-1363-9_9, ISBN 978-3-7091-1362-2 (ang.).
    1. 1 2 s. 209
    2. 1 2 3 s. 213
    3. ↑ s. 209–210
    4. ↑ s. 210–211
    5. ↑ s. 210
    6. ↑ s. 212
    7. ↑ s. 212–213
    8. ↑ s. 207
    9. ↑ s. 217–218
    10. 1 2 s. 214
    11. ↑ s. 218
  18. 1 2 Service Status of QZSS. Asia-Pacific Regional Space Agency Forum, 2008-12-12. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  19. Centimeter Level Augmentation Service (CLAS) in Japanese Quasi-Zenith Satellite System, its User Interface, Detailed Design and Plan, [w:] Masakazu Miya i inni, Proceedings of the 29th International Technical Meeting of the ION Satellite Division, ION GNSS+ 2016, Institute of Navigation, 2016, s. 2864–2869, DOI: 10.33012/2016.14644 (ang.).
    1. ↑ s. 2868
    2. 1 2 s. 2865–2866
    3. 1 2 s. 2865
    4. ↑ s. 2864
    5. 1 2 s. 2866
  20. 1 2 Launch Result of the First Quasi-Zenith Satellite "MICHIBIKI" by H-IIA Launch Vehicle No. 18. JAXA, 2010-09-11. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  21. 1 2 Launch Result of MICHIBIKI No.2 aboard H-IIA Launch Vehicle No. 34. JAXA, 2017-06-01. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  22. 1 2 Launch Result of MICHIBIKI No.3 aboard H-IIA Launch Vehicle No. 35. JAXA, 2017-08-19. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  23. 1 2 Launch Result of MICHIBIKI No.4 aboard H-IIA Launch Vehicle No. 36. JAXA, 2017-10-10. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  24. 1 2 3 Launch Result of the H-IIA Launch Vehicle No. 44 which carries aboard the QZS-1R. Biuro Gabinetu Japonii, 2021-10-26. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  25. ↑ Japoński satelita nawigacyjny QZS-1R pomyślnie wystrzelony. Space24, 2021-11-02. [dostęp 2026-05-11]. (pol.).
  26. 1 2 Suspension of QZS-1 all operations. Biuro Gabinetu Japonii, 2023-09-15. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  27. 1 2 3 4 準天頂衛星の７機体制に向けた開発について. Biuro Gabinetu Japonii, 2019-01-23. [dostęp 2026-05-11]. (jap.).
  28. 1 2 H3ロケット5号機による「みちびき6号機」（準天頂衛星）の打上げ結果. JAXA, 2025-02-02. [dostęp 2026-05-11]. (jap.).
  29. 1 2 Start of QZS-6 SBAS Transmisson Service. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-10-02. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  30. ↑ 「みちびき7号機」の打上げについて. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-12-01. [dostęp 2026-10-30]. (jap.).
  31. 1 2 Quasi-Zenith Satellite Orbit (QZO). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  32. 1 2 3 4 5 6 List of Positioning Satellites. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  33. 1 2 3 4 準天頂衛星システムみちびき「衛星測位に関する取組方針」2024（概要）. Biuro Gabinetu Japonii, 2024-06-12. [dostęp 2026-05-11]. (jap.).
  34. 1 2 Centimeter Level Augmentation Service (CLAS). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  35. 1 2 3 4 Multi-GNSS Advanced Orbit and Clock Augmentation - Precise Point Positioning (MADOCA-PPP). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  36. ↑ Lincoln Laboratory is designing a payload to integrate on Japanese satellites. MIT News, 2020-12-03. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  37. ↑ 高精度測位システム（ASNAV）. JAXA. [dostęp 2026-05-11]. (jap.).
  38. 1 2 Transmission Signals. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  39. 1 2 Quasi-Zenith Satellite System Performance Standard PS-QZSS-005. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-08-05. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  40. ↑ Performance Standard, Interface Specification and Service Performance Evaluation. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  41. 1 2 Quasi-Zenith Satellite System Interface Specification Satellite Positioning, Navigation and Timing Service IS-QZSS-PNT-006. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-08-05. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  42. ↑ Sub-meter Level Augmentation Service (SLAS). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  43. ↑ Quasi-Zenith Satellite System Interface Specification Sub-meter Level Augmentation Service IS-QZSS-L1S-009. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-08-05. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  44. ↑ 準天頂衛星システムの概要. Ministry of Internal Affairs and Communications, Japan, 2022-03-18. [dostęp 2026-05-11]. (jap.).
  45. ↑ Quasi-Zenith Satellite System Interface Specification Centimeter Level Augmentation Service IS-QZSS-L6-008. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-08-05. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  46. ↑ Service Performance Report for 1stH FY2025 Centimeter Level Augmentation Service (CLAS). Biuro Gabinetu Japonii, 2025. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  47. ↑ Quasi-Zenith Satellite System Service Performance Report MADOCA-PPP (1stH FY2025). Biuro Gabinetu Japonii, 2025. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  48. ↑ Coverage area of MADOCA-PPP ionospheric correction data. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-07-14. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  49. ↑ Satellite Report for Disaster and Crisis Management (DC Report). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  50. ↑ Signal Authentication Service. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  51. ↑ SBAS Transmission Service. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  52. ↑ Advantages of QZSS. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).

Linki zewnętrzne

[edytuj | edytuj kod]
Źródło: „https://pl.wikipedia.org/w/index.php?title=QZSS&oldid=81086111”