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日本的QZSS概述

添加時(shí)間：2018-09-12 10:46:28 來源：環(huán)球新時(shí)空信息技術(shù)研究院
　　QZSS是準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(Quasi-Zenith Satellite System)的簡(jiǎn)稱，以高仰角服務(wù)和大橢圓非對(duì)稱8字形地球同步軌道為其特征，服務(wù)于鬧市區(qū)和中緯山區(qū)的通信與定位，實(shí)際上也是GPS的區(qū)域增強(qiáng)系統(tǒng)，但是它具有的區(qū)域定位服務(wù)能力。該系統(tǒng)主要發(fā)射L1、L2和L5三種頻率。該系統(tǒng)由日本政府四個(gè)部門和數(shù)十家民營(yíng)企業(yè)聯(lián)手實(shí)施。
 
　　該系統(tǒng)的功能目標(biāo)是：GPS的補(bǔ)充，GNSS的增強(qiáng)，和信息服務(wù)。目的是增強(qiáng)災(zāi)害管理和國(guó)家安全；覆蓋范圍是：亞太地區(qū)；發(fā)射的信號(hào)為：與GPS相同的有L1 C/A、L1C、L2C和L5信號(hào)，還有在1575.42MHz頻率上的L1S（L1-SAIF），和在1278.75MHz頻率上的L6（LEX）信號(hào)。此外在2020年以后，計(jì)劃為星基增強(qiáng)加上L1Sb信號(hào)。目前，QZSS系統(tǒng)，只有一個(gè)“向?qū)?rdquo;號(hào)衛(wèi)星在軌道上工作，還有3顆衛(wèi)星將與其構(gòu)成星座，在2018年投入服務(wù)。將來，該系統(tǒng)將來計(jì)劃有七顆衛(wèi)星構(gòu)成，以便增強(qiáng)連續(xù)性和更好的可持續(xù)定位。
 
　　準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)（QZSS），是利用置于多個(gè)軌道平面內(nèi)的衛(wèi)星組成的星座，實(shí)現(xiàn)的區(qū)域天基定位系統(tǒng)。這些衛(wèi)星，具有如傳統(tǒng)的赤道靜止軌道相同的軌道周期，但是，它們具有大的軌道傾角，因此相對(duì)于地球存在運(yùn)動(dòng)。準(zhǔn)天頂衛(wèi)星（QZS）軌道也是橢圓形，并且有時(shí)被稱為“高傾斜橢圓軌道”，或“高地球軌道”（HEO）。該系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域是以日本為中心的周邊地區(qū)，包括東亞和大洋洲地區(qū)，設(shè)計(jì)目的是使用戶在覆蓋范圍內(nèi)，任何時(shí)候都能夠接收來自高仰角QZS的信號(hào)。
 
　　準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)原來是由3顆衛(wèi)星組成，分別運(yùn)行在傾角45度,升交點(diǎn)赤經(jīng)140度,與地球自轉(zhuǎn)周期近似相同的3條軌道上.相對(duì)于地球而言、每顆衛(wèi)星每天都是沿著相同的軌跡運(yùn)行。通過調(diào)整平均近點(diǎn)角，可以使3顆衛(wèi)星以大約8小時(shí)的間隔在同一軌跡上等間隔運(yùn)行。衛(wèi)星軌道的長(zhǎng)半徑與地球靜止軌道相差不多，約為42164千米。衛(wèi)星用每個(gè)恒星日(約23小時(shí)56分鐘)繞地球一圈。但與地球靜止軌道衛(wèi)星不同的是，這3顆衛(wèi)星各自有不同的軌道，并且這3條軌道都與地球赤道所在平面成45度的夾角。因此，從日本本土來看始終有1顆衛(wèi)星停留在靠近天頂?shù)牡胤剑匀毡痉Q之為“準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)”。實(shí)際上，真正形成的服務(wù)星座是由四顆衛(wèi)星構(gòu)成，就是三顆QZS衛(wèi)星和一顆位于赤道上空的地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星。
 
　　圖6.1 日本QZSS系統(tǒng)的區(qū)域服務(wù)覆蓋圖形
 
　　QZSS用以下兩種方式增強(qiáng)GPS服務(wù)：一是可用性增強(qiáng)（提高GPS信號(hào)的可用性）；二是性能的增強(qiáng)和改善（增加GPS信號(hào)測(cè)量的精度和可靠性）。
 
　　通過廣播類似于GPS、并和GPS兼容的信號(hào)，QZSS的任何用戶，只要其能夠看見、并能跟蹤一個(gè)或多個(gè)QZS（準(zhǔn)天頂衛(wèi)星），就可以增強(qiáng)單獨(dú)的GPS可用性。此類增強(qiáng)最大的受益者將是在日本區(qū)域的用戶，因?yàn)樾亲鶎?duì)于該區(qū)域進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。但是，對(duì)于亞太許多其他地區(qū)的用戶也將由于QZSS而可能受益，該星座增強(qiáng)了衛(wèi)星的幾何排列分布。這樣通常增加了天空視野受阻的城市和山區(qū)地區(qū)可能定位的區(qū)域和時(shí)間。
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