Спутниковая система «Квазизенит»
 | |
| Страна/страны происхождения | Япония |
|---|---|
| Оператор(ы) | Quasi-Zenith Satellite System Services Inc. / Кабинет министров |
| Тип | Гражданский |
| Статус | Оперативный |
| Покрытие | Региональный |
| Точность | ПНТ <10 м (общественный) SLAS <1 м (публичный) CLAS <10 см (публичный) |
| Размер созвездия | |
| Номинальные спутники | 7 |
| Текущие используемые спутники | 4 |
| Первый запуск | 11 сентября 2010 г. |
| Последний запуск | 26 октября 2021 г. |
| Всего запусков | 5 |
| Орбитальные характеристики | |
| Режим(ы) | 3x ГСО |
| Другие детали | |
| Расходы | иен 170 миллиардов |
| Веб-сайт | qzss |
Спутниковая система «Квази-Зенит» ( QZSS ), также известная как Мичибики ( みちびき ) , представляет собой региональную спутниковую навигационную систему с четырьмя спутниками и спутниковую систему расширения, разработанную правительством Японии для улучшения управляемой Соединенными Штатами системы глобального позиционирования ( GPS) в регионах Азии и Океании с акцентом на Японию. [1] Целью QZSS является предоставление высокоточных и стабильных услуг позиционирования в регионе Азия-Океания, совместимых с GPS. [2] С 12 января 2018 года услуги QZSS с четырьмя спутниками были доступны на экспериментальной основе. [3] и официально стартовал 1 ноября 2018 года. [4] спутниками . В 2023 году планируется создать независимую от GPS систему спутниковой навигации с семью [5] [6] В мае 2023 года было объявлено, что система расширится до одиннадцати спутников. [7]
История
[ редактировать ]В 2002 году правительство Японии санкционировало разработку QZSS в качестве трехспутниковой региональной системы передачи времени и спутниковой системы дополнения для американской системы глобального позиционирования (GPS), доступной для приема в Японии. Контракт был заключен с Advanced Space Business Corporation (ASBC), которая начала работу по разработке концепции, а также с Mitsubishi Electric , Hitachi и GNSS Technologies Inc. Однако в 2007 году ASBC распалась, и работу взяла на себя компания по исследованию и применению спутникового позиционирования. Центр (SPAC), который принадлежит четырем японским правительственным ведомствам: Министерству образования, культуры, спорта, науки и технологий , Министерству внутренних дел и коммуникаций , Министерству экономики, торговли и промышленности и Министерству земли, Инфраструктура, транспорт и туризм . [8]
Первый спутник «Мичибики» был запущен 11 сентября 2010 года. [9] Полный рабочий статус ожидался к 2013 году. [10] [11] В марте 2013 года кабинет министров Японии объявил о расширении QZSS с трех спутников до четырех. Контракт стоимостью 526 миллионов долларов США с Mitsubishi Electric на строительство трех спутников планировалось запустить до конца 2017 года. [12] Третий спутник был выведен на орбиту 19 августа 2017 года. [13] а четвертый был запущен 10 октября 2017 года. [14] Базовая четырехспутниковая система была объявлена вводной в эксплуатацию 1 ноября 2018 года. [4]
Орбита
[ редактировать ]QZSS использует один геостационарный спутник и три спутника на типа «Тундра» сильно наклоненных, слегка эллиптических , геостационарных орбитах . Каждая орбита находится на расстоянии 120° от двух других. Из-за этого наклона они не являются геостационарными; они не остаются на том же месте на небе. Вместо этого их наземные следы представляют собой асимметричные узоры в виде восьмерки ( аналеммы ), разработанные для того, чтобы гарантировать, что человек всегда находится почти прямо над головой (возвышение 60 ° или более) над Японией.
Номинальные элементы орбиты :
| Эпоха | 26 декабря 2009 г., 12:00 UTC |
| Большая полуось ( а ) | 42 164 км (26 199 миль) |
| Эксцентриситет ( е ) | 0.075 ± 0.015 |
| Наклон ( я ) | 43° ± 4° |
| Прямое восхождение восходящего узла ( Ω ) | 195° (начальный) |
| Аргумент перигея ( ω ) | 270° ± 2° |
| Средняя аномалия ( M 0 ) | 305° (начальный) |
| Центральная долгота наземного следа | 135° восточной долготы ± 5° |
Планируемая группировка из семи спутников состоит из четырех спутников на квазизенитной орбите (QZO), двух спутников на геостационарной (GEO) орбите и одного спутника на квазигеостационарной (с небольшим наклоном и эксцентриситетом) орбите. [16]
Спутники
[ редактировать ]| Имя | Дата запуска | Статус | Примечания |
|---|---|---|---|
| QZS-1 (Мичибики-1) | 11 сентября 2010 г. | Заменен на QZS-1R. | Экспериментальный. Не хватает сигналов MADOCA и PTV. Работает запасным с марта 2022 года. [17] Выведен из эксплуатации 15 сентября 2023 года. [18] |
| QZS-2 (Мичибики-2) | 1 июня 2017 г. | Оперативный | Улучшенные солнечные панели и увеличенное топливо |
| QZS-3 (Мичибики-3) | 19 августа 2017 г. | Оперативный | Утяжеленная конструкция с дополнительной антенной S-диапазона на геостационарной орбите 127° в.д. [16] |
| QZS-4 (Мичибики-4) | 10 октября 2017 г. | Оперативный | Улучшенные солнечные панели и увеличенное топливо |
| QZS-1R (Мичибики-1R) | 26 октября 2021 г. | Оперативный | Замена QZS-1. [19] |
| КЗС-5 | японского финансового года 2024 | Планируется | [20] |
| QZS-6 | 2025 японского финансового года | Планируется | Геостационарная точка на 90,5 ° в.д. [16] [20] [21] |
| QZS-7 | 2025 японского финансового года | Планируется | Квазигеостационарный около 190 ° в.д. [16] [20] [21] |
QZSS и увеличение позиционирования
[ редактировать ]Основная цель QZSS — повысить доступность GPS в многочисленных городских каньонах Японии , где спутники можно увидеть только на очень большой высоте. Вторичная функция — повышение производительности, повышение точности и надежности навигационных решений на базе GPS. Спутники «Квази-Зенит» передают сигналы, совместимые с сигналом GPS L1C/A, а также модернизированными сигналами GPS L1C, L2C и сигналами L5. Это сводит к минимуму изменения в существующих GPS-приемниках. По сравнению с автономной системой GPS комбинированная система GPS плюс QZSS обеспечивает улучшенные характеристики позиционирования за счет данных коррекции дальности, предоставляемых посредством передачи сигналов повышения производительности субметрового класса L1-SAIF и LEX от QZSS. Это также повышает надежность за счет мониторинга сбоев и уведомлений о состоянии системы. QZSS также предоставляет пользователям другие вспомогательные данные для улучшения обнаружения спутников GPS. Согласно первоначальному плану, QZSS должен был нести два типа космических атомных часов ; водородный мазер и атомные часы из рубидия (Rb). Разработка пассивного водородного мазера для QZSS была прекращена в 2006 году. Сигнал позиционирования будет генерироваться Rb-часами, и будет использоваться архитектура, аналогичная системе измерения времени GPS. QZSS также сможет использовать Схема двусторонней спутниковой передачи времени и частоты (TWSTFT), которая будет использоваться для получения некоторых фундаментальных знаний о стандартном поведении спутниковых атомов в космосе, а также для других исследовательских целей.
Сигналы и услуги
[ редактировать ]QZSS предоставляет следующие классы государственных услуг: [22]
- Служба PNT (позиционирование, навигация и время) дополняет сигналы, используемые системой GPS, по существу действуя как дополнительные спутники. Спутники QZSS синхронизируют свои часы со спутниками GPS. Служба вещает в диапазонах частот L1C/A, L1C, L2C и L5C, так же, как и GPS. [23]
- Служба SLAS (дополнение субметрового уровня) обеспечивает форму дополнения GNSS для GPS, совместимую с другими системами GPS-SBAS. Принцип работы аналогичен, например, глобальной системе расширения . Он передает на L1. [23]
- Служба CLAS (увеличение уровня сантиметра) обеспечивает высокоточное позиционирование, совместимое с высокоточной службой E6 Galileo . Полоса обозначается как L6 или LEX, что означает «экспериментальный». [23]
- Служба MADOCA-PPP (Multi-GNSS Advanced Orbit and Clock Augmentation — Precision Point Positioning ) — это услуга расширения L6, независимая от CLAS.
- Служба DC Report (Спутниковый отчет по управлению стихийными бедствиями и кризисами) вещает по L1S и предоставляет информацию о наводнениях и землетрясениях.
Остальные классы обслуживания недоступны публично:
- Служба PTV (Проверка технологии позиционирования) вещает на L5S. В документации описан только «нулевой» тип сообщения.
- Q-ANPI (Служба подтверждения безопасности QZSS) — это авторизованная служба коротких сообщений.
QZSS хронометраж и удаленная синхронизация
[ редактировать ]Хотя система хронометража QZSS первого поколения (TKS) будет основана на часах Rb, первые спутники QZSS будут нести базовый прототип экспериментальной системы синхронизации кварцевых часов. В течение первой половины двухлетнего этапа орбитальных испытаний предварительные испытания будут исследовать возможность использования атомной безчасовой технологии, которая может быть использована в QZSS второго поколения.
Упомянутая технология QZSS TKS представляет собой новую спутниковую систему измерения времени, которая не требует бортовых атомных часов, которые используются в существующих навигационных спутниковых системах, таких как BeiDou , Galileo , система глобального позиционирования (GPS), ГЛОНАСС или NavIC система . Эта концепция отличается использованием системы синхронизации в сочетании с легкими управляемыми бортовыми часами, которые действуют как транспондеры, ретранслирующие точное время, удаленно предоставляемое сетью синхронизации времени, расположенной на земле. Это позволяет системе оптимально работать, когда спутники находятся в прямом контакте с наземной станцией, что делает ее подходящей для такой системы, как японская QZSS. Малая масса спутника, а также низкая стоимость изготовления и запуска спутников являются существенными преимуществами этой системы. Схема этой концепции, а также две возможные реализации сети синхронизации времени для QZSS были изучены и опубликованы в книге « Метод удаленной синхронизации для спутниковой системы Квази-Зенит». [24] и метод удаленной синхронизации для спутниковой системы «Квазизенит»: исследование новой спутниковой системы измерения времени, которая не требует бортовых атомных часов . [25] [ нужен неосновной источник ]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Квазизенитная спутниковая орбита (QZO)» . Архивировано из оригинала 9 марта 2018 года . Проверено 10 марта 2018 г.
- ^ «[Фильм] Квазизенитная спутниковая система «QZSS» » . Спутниковая система «Квазизенит» (QZSS) . Архивировано из оригинала 15 июля 2017 года . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ «Начало пробного обслуживания QZS-4» . Спутниковая система «Квазизенит» (QZSS). Архивировано из оригинала 10 августа 2018 года . Проверено 2 мая 2018 г.
- ^ Jump up to: а б «Японский сервис QZSS теперь официально доступен» . 26 ноября 2018 года . Проверено 11 января 2019 г.
- ^ «Япония рассматривает возможность создания системы QZSS из семи спутников в качестве резервной системы GPS» . Космические новости. 15 мая 2017 года . Проверено 10 августа 2019 г.
- ^ Крининг, Торстен (23 января 2019 г.). «Япония готовится к отказу GPS со спутниками квазизенита» . SpaceWatch.Global . Проверено 10 августа 2019 г.
- ^ Кавахара, Сатоши (8 мая 2023 г.). «Япония планирует расширить собственную сеть GPS до 11 спутников» . Никкей Азия .
- ^ «Статус обслуживания QZSS» (PDF) . 12 декабря 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2011 г. . Проверено 7 мая 2009 г.
- ^ «Результат запуска первого квазизенитного спутника «МИЧИБИКИ» ракетой-носителем H-IIA № 18» . ДЖАКСА. 11 сентября 2010 года. Архивировано из оригинала 20 марта 2012 года . Проверено 12 декабря 2011 г.
- ^ «QZSS 2010» . Азиатская геодезия и картографирование. 7 мая 2009 года . Проверено 7 мая 2009 г. [ мертвая ссылка ]
- ^ «ГНСС всего мира» . Мир GPS онлайн. 1 ноября 2007 г. Архивировано из оригинала 23 августа 2011 г. Проверено 12 декабря 2011 г.
- ^ http://www.spaceflightnow.com/news/n1304/04qzss/ Япония построит парк навигационных спутников на Wayback Machine (архивировано 11 апреля 2013 г.)
- ^ «График запуска» . Архивировано из оригинала 9 августа 2018 года . Проверено 20 августа 2017 г.
- ^ «График запуска» . Космический полет сейчас. Архивировано из оригинала 16 августа 2018 года . Проверено 20 августа 2017 г.
- ^ Спецификации интерфейса для QZSS , версия 1.7, JAXA, 14 июля 2016 г., стр. 7–8, заархивировано из оригинала 6 апреля 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д О разработке семиспутниковой системы квазизенитных спутников. (PDF) (на японском языке). Кабинет министров правительства Японии. 23 января 2019 года . Проверено 4 марта 2024 г.
- ^ NAQU 2022059, доступно через «Сообщение НАКУ» . Спутниковая система «Квазизенит» (QZSS) .
- ^ «Приостановление всех операций QZS-1» . Спутниковая система «Квазизенит» . 15 сентября 2023 г. Проверено 16 сентября 2023 г.
- ^ «Расписание базового плана космического пространства (29 июня 2020 г.)» [Расписание космического плана (29 июня 2020 г.)] (PDF) (на японском языке) . Кабинет министров (Япония), 29 июня 2020 г., стр. 54. Проверено 6 декабря 2020 г.
- ^ Jump up to: а б с График базового космического проекта (пересмотрен в 2015 г.) (PDF) (на японском языке). Кабинет министров правительства Японии. 22 декабря 2023 г. . Проверено 4 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Райан, Дороти (3 декабря 2020 г.). «Лаборатория Линкольна разрабатывает полезную нагрузку для интеграции с японскими спутниками» . Массачусетский технологический институт . Проверено 6 декабря 2020 г.
Лаборатория работает с Секретариатом национальной космической политики Японии и компанией Mitsubishi Electric над интеграцией современных датчиков на новейшие спутники созвездия QZSS, QZS-6 и QZS-7, запуск которых запланирован на 2023 год. 2024 года соответственно.
- ^ Стандарт производительности спутниковой системы «Квазизенит» PS-QZSS-003 (17 марта 2022 г.)
- ^ Jump up to: а б с Джеффри, Чарльз (2010). Введение в GNSS: GPS, ГЛОНАСС, Galileo и другие глобальные навигационные спутниковые системы (1-е изд.). Калгари: НовАтель. ISBN 978-0-9813754-0-3 . OCLC 1036065024 .
- ^ Фабрицио Тапперо (апрель 2008 г.). «Метод удаленной синхронизации спутниковой системы «Квазизенит»» (кандидатская диссертация). Архивировано из оригинала 7 марта 2011 года . Проверено 10 августа 2013 г.
- ^ Фабрицио Тапперо (24 мая 2009 г.). Метод удаленной синхронизации для спутниковой системы «Квазизенит»: исследование новой спутниковой системы измерения времени, не требующей бортовых атомных часов . ВДМ Верлаг. ISBN 978-3-639-16004-8 .
- Петровский, Иван Г. QZSS - Новая японская интегрированная служба связи и позиционирования для мобильных пользователей. Мир GPS онлайн. 1 июня 2003 г.
- Каллендер-Умезу, Пол. Япония добивается 13-процентного повышения бюджета на космическую деятельность. Space.com, 7 сентября 2004 г.
- Статус QZSS/MSAS Когуре, Сатоши. Презентация на 47-м заседании Комитета по интерфейсу служб гражданской системы глобального позиционирования (CGSIC), 25 сентября 2007 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Сайт правительства Японии QZSS
- Сайт JAXA QZSS (на японском языке)
- Сайт данных JAXA MICHIBIKI (на японском языке)
- Сайт данных JAXA MICHIBIKI, английский подсайт
- JAXA Quasi-Zenith Satellite-1 "MICHIBIKI". Архивировано 22 января 2013 г. на Wayback Machine.
- Специальный сайт JAXA MICHIBIKI
- Статья ESA Navipedia QZSS
