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, dolinach 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]. Oficjalne materiały rozróżniają satelity na orbitach quasi-zenitowych od satelitów geostacjonarnych, ale w praktyce nazwa QZSS obejmuje całą japońską infrastrukturę satelitów pozycjonujących, segmentu naziemnego i usług użytkownika[1].

Nazwa Michibiki (jap. みちびき, „przewodnictwo” lub „prowadzenie”) jest nazwą użytkową programu. Pierwotnie nadano ją pierwszemu satelicie, QZS-1, wybierając ją w otwartym naborze propozycji od publiczności[3.2]. W polskim obiegu brak utrwalonego krótkiego odpowiednika, dlatego w lokalnym artykule zachowano nazwę międzynarodową i skrót QZSS; opisowo można mówić o japońskim systemie satelitarnym quasi-zenitowym lub japońskim regionalnym systemie nawigacji satelitarnej[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[14][15][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)[16.1]. 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[16.1].

W 2002 roku rząd Japonii dopuścił rozwój QZSS jako regionalnego systemu przekazywania czasu i wspomagania GPS. Początkowo istotną rolę w pracach koncepcyjnych miała Advanced Space Business Corporation (ASBC), a po upadku tego podmiotu w 2007 roku zadania koordynacyjne przejął Satellite Positioning Research and Application Center, wspierany przez kilka resortów japońskiego rządu[17][18][16.2].

Pierwotnie QZSS pomyślano jako system wielofunkcyjny, który oprócz pozycjonowania miał świadczyć użytkownikom ruchomym usługi łączności i nadawania[4.1]. W grudniu 2002 roku rządowa Rada ds. Polityki Naukowej i Technologicznej uznała za zasadne prowadzenie programu w formule partnerstwa publiczno-prywatnego[16.3]. 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[16.4]. Udziałowcami ASBC było 59 przedsiębiorstw, m.in. Mitsubishi Electric(inne języki), Hitachi i Toyota[16.3]. 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[16.5]. 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[16.2]. Główną rolę powierzono japońskiemu ministerstwu edukacji, kultury, sportu, nauki i technologii, a eksploatację satelity – JAXA[16.6].

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][20].

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[21][2][3.6][16.7][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[16.8]. 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[20][3.2]. W 2017 roku wystrzelono QZS-2, QZS-3 i QZS-4, co umożliwiło przejście do konfiguracji czterosatelitarnej z działającym wcześniej QZS-1[22][23][24].

Po okresie usług próbnych 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][25][26]. Pełną pracę QZS-1 zakończono po zmianie orbity we wrześniu 2023[27].

Najbliższym etapem docelowym pozostaje konfiguracja siedmiosatelitarna. Oficjalny opis programu wskazuje, że dodatkowe satelity mają zwiększyć obszar odbioru sygnałów, poprawić dokładność usług oraz umożliwić utrzymanie pozycjonowania QZSS nad Japonią bez konieczności polegania wyłącznie na GPS. 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][28][29][9][30].

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; 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]. 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[32][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[33]. 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[28][34].

Satelity

[edytuj | edytuj kod]

Według oficjalnego wykazu satelitów pozycjonujących oraz komunikatów o startach do operacyjnej części QZSS i najbliższych etapów programu należą następujące satelity[33][10][12]:

Satelita Start Rakieta Orbita / położenie Status Uwagi
QZS-1 Michibiki 11 września 2010 H-IIA 202 quasi-zenitowa wycofany satelita demonstracyjny[3.12], zastąpiony przez QZS-1R, pełną pracę zakończył 15 września 2023[21][27]
QZS-2 1 czerwca 2017 H-IIA 202 quasi-zenitowa operacyjny element konstelacji czterosatelitarnej uruchomionej operacyjnie w 2018 roku[22][33]
QZS-3 19 sierpnia 2017 H-IIA 204 geostacjonarna operacyjny satelita geostacjonarny z dodatkowymi usługami, w tym sygnałami w paśmie S[23][33][3.8]
QZS-4 10 października 2017 H-IIA 202 quasi-zenitowa operacyjny jeden z satelitów quasi-zenitowych pierwszej konstelacji operacyjnej[24][33]
QZS-1R 26 października 2021 H-IIA 202 quasi-zenitowa operacyjny następca QZS-1[25][33]
QZS-5 22 grudnia 2025 H3 F8 / H3-22S planowana quasi-zenitowa utracony nie został wprowadzony na planowaną orbitę po awarii rakiety H3 F8[10][11]
QZS-6 2 lutego 2025 H3 F5 / H3-22S geostacjonarna operacyjny usługi podstawowe rozpoczęto w lipcu 2025, a transmisję SBAS w październiku 2025[29][9][30]
QZS-7 planowany H3 F9 / H3-22S quasi-geostacjonarna w przygotowaniu po awarii H3 F8 start przełożono poza pierwotne okno kończące się 31 marca 2026[12][34]

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 lub przez kanały internetowe zależnie od usługi[35][36][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[37].

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[19.2].

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; w pierwszych latach po starcie nowych satelitów system ma być poddawany weryfikacji, zanim zostanie wykorzystany do poprawy sygnałów pozycjonujących[38].

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 oraz usług specjalnego przeznaczenia[39][40]. 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[41]. 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[39][42]. 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[14][42][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[43][44][45]. 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[19.2]. 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[35][46][47][19.3]. 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[19.4]. 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[36][48]. Dodatkowe eksperymentalne poprawki jonosferyczne MADOCA-PPP definiowano dla wybranych obszarów Azji i Oceanii, w tym Japonii, Filipin, Australii i rejonu Dżakarty[49]. 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[50][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 1 kwietnia 2024. 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[51].

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, w szczególności w zastosowaniach lotniczych i innych wymagających kontroli integralności sygnału[52]. Nadawany przez satelitę geostacjonarnego sygnał L1Sb zaprojektowano jako następcę dotychczasowego japońskiego systemu wspomagającego MSAS[3.20].

Zasięg i zastosowania

[edytuj | edytuj kod]

Zasięg QZSS należy rozumieć dwojako: jako widoczność satelitów i jako obszar ważności danych korekcyjnych. Sygnały pozycjonujące i niektóre komunikaty mogą być odbierane w szerokim obszarze, jeżeli satelita jest widoczny, natomiast poprawki zależne od miejsca, takie jak lokalne modele jonosfery lub dane siatki troposferycznej, są użyteczne głównie w obszarach przewidzianych przez daną usługę[14][41].

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, geodezyjnych, rolniczych, budowlanych i meteorologicznych[8][36].

QZSS ma również znaczenie infrastrukturalne dla synchronizacji czasu. Podobnie jak inne systemy nawigacji satelitarnej dostarcza sygnały czasu używane przez odbiorniki i usługi PNT, a jego sygnały są projektowane tak, by współpracować z GPS. Dzięki temu system jest częścią szerszej infrastruktury pozycjonowania, nawigacji i czasu, a nie tylko usługą lokalizacji dla użytkowników konsumenckich[14][39][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 sygnały zgodne z GPS i synchronizowane z GPS, dzięki czemu mogą być używane w odbiornikach wielosystemowych jako dodatkowe źródło pomiaru. Jednocześnie wybrane usługi poprawek obsługują wiele konstelacji, w tym GPS, GLONASS, Galileo, QZSS i Beidou[53][36].

Program od początku rozwijano w ramach japońsko-amerykańskiej współpracy w zakresie GPS, sformalizowanej wspólnym oświadczeniem rządów obu państw z 1998 roku[16.6][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[16.9]. 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][16.9]. 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][16.10].

Zobacz też

[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

[edytuj | edytuj kod]
  1. 1 2 3 Overview of the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  2. 1 2 3 4 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. 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 4 Satellite Positioning, Navigation and Timing Service (PNT). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  15. ↑ QZSS. Navipedia, European Space Agency. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  16. 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 s. 212–213
    3. 1 2 s. 210
    4. ↑ s. 210–211
    5. ↑ s. 212
    6. 1 2 s. 213
    7. ↑ s. 207
    8. ↑ s. 217–218
    9. 1 2 s. 214
    10. ↑ s. 218
  17. ↑ Service Status of QZSS. Asia-Pacific Regional Space Agency Forum, 2008-12-12. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  18. ↑ GNSS All Over the World. GPS World, 2007-11-01. [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 3 s. 2865
    3. ↑ s. 2864
    4. ↑ s. 2865–2866
    5. 1 2 s. 2866
  20. 1 2 Japan to build fleet of navigation satellites. Spaceflight Now, 2013-04-04. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  21. 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.).
  22. 1 2 Launch Result of MICHIBIKI No.2 aboard H-IIA Launch Vehicle No. 34. JAXA, 2017-06-01. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  23. 1 2 Launch Result of MICHIBIKI No.3 aboard H-IIA Launch Vehicle No. 35. JAXA, 2017-08-19. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  24. 1 2 Launch Result of MICHIBIKI No.4 aboard H-IIA Launch Vehicle No. 36. JAXA, 2017-10-10. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  25. 1 2 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.).
  26. ↑ Japoński satelita nawigacyjny QZS-1R pomyślnie wystrzelony. Space24, 2021-11-02. [dostęp 2026-05-11]. (pol.).
  27. 1 2 Suspension of QZS-1 all operations. Biuro Gabinetu Japonii, 2023-09-15. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  28. 1 2 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.).
  29. 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.).
  30. 1 2 Start of QZS-6 SBAS Transmisson Service. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-10-02. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  31. ↑ Quasi-Zenith Satellite Orbit (QZO). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  32. ↑ Interface Specifications for QZSS. JAXA, 2016-07-14. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  33. 1 2 3 4 5 6 List of Positioning Satellites. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  34. 1 2 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.).
  35. 1 2 Centimeter Level Augmentation Service (CLAS). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  36. 1 2 3 4 Multi-GNSS Advanced Orbit and Clock Augmentation - Precise Point Positioning (MADOCA-PPP). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  37. ↑ Lincoln Laboratory is designing a payload to integrate on Japanese satellites. MIT News, 2020-12-03. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  38. ↑ 高精度測位システム（ASNAV）. JAXA. [dostęp 2026-05-11]. (jap.).
  39. 1 2 3 Transmission Signals. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  40. ↑ Quasi-Zenith Satellite System Performance Standard PS-QZSS-005. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-08-05. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  41. 1 2 Performance Standard, Interface Specification and Service Performance Evaluation. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  42. 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.).
  43. ↑ Sub-meter Level Augmentation Service (SLAS). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  44. ↑ 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.).
  45. ↑ 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.).
  46. ↑ 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.).
  47. ↑ Service Performance Report for 1stH FY2025 Centimeter Level Augmentation Service (CLAS). Biuro Gabinetu Japonii, 2025. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  48. ↑ Quasi-Zenith Satellite System Service Performance Report MADOCA-PPP (1stH FY2025). Biuro Gabinetu Japonii, 2025. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  49. ↑ Coverage area of MADOCA-PPP ionospheric correction data. Biuro Gabinetu Japonii, 2025-07-14. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  50. ↑ Satellite Report for Disaster and Crisis Management (DC Report). Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  51. ↑ Signal Authentication Service. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  52. ↑ SBAS Transmission Service. Biuro Gabinetu Japonii. [dostęp 2026-05-11]. (ang.).
  53. ↑ 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=80911947”