stringtranslate.com

Квазизенитная спутниковая система

Квазизенитная спутниковая орбита
Анимация QZSS, хорошо виден график «Квазизенитная/ тундровая орбита ».

Quasi -Zenith Satellite System ( QZSS ), также известная как Michibiki (みちびき) , представляет собой региональную спутниковую навигационную систему с четырьмя спутниками и спутниковую систему дополнения, разработанную правительством Японии для улучшения Глобальной системы позиционирования (GPS), эксплуатируемой Соединенными Штатами в регионах Азии и Океании , с упором на Японию. [1] Целью QZSS является предоставление высокоточных и стабильных услуг позиционирования в регионе Азии и Океании, совместимых с GPS. [2] Четырехспутниковые услуги QZSS были доступны на экспериментальной основе с 12 января 2018 года, [3] и официально запущены 1 ноября 2018 года. [4] Спутниковая навигационная система, независимая от GPS, запланирована на 2023 год с семью спутниками. [5] [6] В мае 2023 года было объявлено, что система будет расширена до одиннадцати спутников. [7]

История

В 2002 году правительство Японии санкционировало разработку QZSS, как трехспутниковой региональной системы передачи времени и спутниковой системы дополнения для глобальной системы позиционирования (GPS), эксплуатируемой Соединенными Штатами , которая будет приниматься в пределах Японии. Контракт был заключен с Advanced Space Business Corporation (ASBC), которая начала работу над концепцией разработки, и Mitsubishi Electric , Hitachi и GNSS Technologies Inc. Однако ASBC распалась в 2007 году, и работа была передана Центру исследований и применения спутникового позиционирования (SPAC), который принадлежит четырем японским правительственным департаментам: Министерству образования, культуры, спорта, науки и технологий , Министерству внутренних дел и коммуникаций , Министерству экономики, торговли и промышленности и Министерству земли, инфраструктуры, транспорта и туризма . [8]

Первый спутник «Michibiki» был запущен 11 сентября 2010 года. [9] Полная готовность к эксплуатации ожидалась к 2013 году. [10] [11] В марте 2013 года Кабинет министров Японии объявил о расширении QZSS с трех спутников до четырех. Контракт на 526 миллионов долларов США с Mitsubishi Electric на строительство трех спутников был запланирован к запуску до конца 2017 года. [12] Третий спутник был запущен на орбиту 19 августа 2017 года, [13] а четвертый был запущен 10 октября 2017 года. [14] Базовая система из четырех спутников была объявлена ​​​​работающей 1 ноября 2018 года. [4]

По состоянию на 2024 год рассматривается конфигурация из одиннадцати спутников, которая обеспечит избыточность в случае отказа одного спутника. [15]

Орбита

QZSS использует один геостационарный спутник и три спутника на сильно наклоненных, слегка эллиптических , геосинхронных орбитах типа Tundra . Каждая орбита находится на 120° дальше от двух других. Из-за этого наклона они не являются геостационарными; они не остаются в одном и том же месте на небе. Вместо этого их наземные следы представляют собой асимметричные восьмерки ( аналеммы ), разработанные для того, чтобы гарантировать, что один из них находится почти прямо над головой (высота 60° или более) над Японией в любое время.

Номинальные элементы орбиты :

Планируемая группировка из семи спутников состоит из четырех спутников на квазизенитной орбите (QZO), двух геостационарных (GEO) спутников и одного квазигеостационарного (с небольшим наклоном и эксцентриситетом) спутника на орбите. [17]

Спутники

Анимация QZSS
   Земля  ·    КЗС-1  ·   КЗС-2  ·   КЗС-3  ·   КЗС-4

QZSS и позиционное усиление

Основная цель QZSS — повысить доступность GPS в многочисленных городских каньонах Японии , где видны только спутники на очень большой высоте. Вторичная функция — повышение производительности, повышение точности и надежности навигационных решений, полученных с помощью GPS. Спутники Quasi-Zenith передают сигналы, совместимые с сигналом GPS L1C/A, а также модернизированные сигналы GPS L1C, L2C и сигналы L5. Это сводит к минимуму изменения в существующих приемниках GPS. По сравнению с автономным GPS, объединенная система GPS плюс QZSS обеспечивает улучшенную производительность позиционирования с помощью данных коррекции дальности, предоставляемых посредством передачи сигналов повышения производительности субметрового класса L1-SAIF и LEX от QZSS. Она также повышает надежность с помощью мониторинга сбоев и уведомлений о данных о состоянии системы. QZSS также предоставляет пользователям другие вспомогательные данные для улучшения захвата спутников GPS. Согласно первоначальному плану, QZSS должен был нести два типа космических атомных часов : водородный мазер и рубидиевые (Rb) атомные часы. Разработка пассивного водородного мазера для QZSS была прекращена в 2006 году. Сигнал позиционирования будет генерироваться часами Rb, и будет использоваться архитектура, похожая на систему хронометража GPS. QZSS также сможет использовать схему двусторонней передачи спутникового времени и частоты (TWSTFT), которая будет использоваться для получения некоторых фундаментальных знаний о поведении атомного стандарта спутника в космосе, а также для других исследовательских целей.

Сигналы и услуги

QZSS предоставляет следующие классы государственных услуг: [23]

Другие классы обслуживания не являются общедоступными:

Хронометраж и удаленная синхронизация QZSS

Хотя система хронометража первого поколения QZSS (TKS) будет основана на часах Rb, первые спутники QZSS будут нести базовый прототип экспериментальной системы синхронизации кристаллических часов. В течение первой половины двухгодичной фазы испытаний на орбите предварительные испытания будут исследовать осуществимость технологии атомных часов, которая может быть использована во втором поколении QZSS.

Упомянутая технология QZSS TKS представляет собой новую спутниковую систему хронометража, которая не требует бортовых атомных часов, используемых в существующих навигационных спутниковых системах, таких как BeiDou , Galileo , Global Positioning System (GPS), GLONASS или NavIC . Эта концепция отличается использованием синхронизационной структуры 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 работать оптимально, когда спутники находятся в прямом контакте с наземной станцией, что делает ее подходящей для такой системы, как японская QZSS. Малая масса спутника и низкая стоимость производства и запуска спутника являются существенными преимуществами этой системы. Краткое описание этой концепции, а также две возможные реализации сети синхронизации времени для QZSS были изучены и опубликованы в работах Remote Synchronization Method for the Quasi-Zenith Satellite System [25] и Remote Synchronization Method for the Quasi-Zenith Satellite System: study of a novel satellite timekeeping system which does not require on-board atom clocks . [26] [ необходим непервичный источник ]

Сравнение орбиты Тундры , орбиты QZSS и орбиты Молнии - экваториальный вид
   Орбита тундры  ·    Орбита QZSS  ·   Молния орбита  ·   Земля

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Quasi-Zenith Satellite Orbit (QZO)". Архивировано из оригинала 9 марта 2018 года . Получено 10 марта 2018 года .
  2. ^ "[Фильм] Квазизенитная спутниковая система "QZSS"". Квазизенитная спутниковая система (QZSS) . Архивировано из оригинала 15 июля 2017 года . Получено 19 июля 2017 года .
  3. ^ "Start of QZS-4 Trial Service". Quasi-Zenith Satellite System (QZSS). Архивировано из оригинала 10 августа 2018 года . Получено 2 мая 2018 года .
  4. ^ ab "Японская служба QZSS теперь официально доступна". 26 ноября 2018 г. Получено 11 января 2019 г.
  5. ^ "Япония рассматривает возможность использования системы QZSS из семи спутников в качестве резервной системы GPS". SpaceNews. 15 мая 2017 г. Получено 10 августа 2019 г.
  6. ^ Крининг, Торстен (23 января 2019 г.). «Япония готовится к отказу GPS с помощью квазизенитных спутников». SpaceWatch.Global . Получено 10 августа 2019 г. .
  7. ^ Кавахара, Сатоси (8 мая 2023 г.). «Япония планирует расширение собственной сети GPS до 11 спутников». Nikkei Asia .
  8. ^ "Статус службы QZSS" (PDF) . 12 декабря 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 25 июля 2011 г. Получено 7 мая 2009 г.
  9. ^ "Результат запуска первого квазизенитного спутника 'MICHIBIKI' ракетой-носителем H-IIA № 18". JAXA. 11 сентября 2010 г. Архивировано из оригинала 20 марта 2012 г. Получено 12 декабря 2011 г.
  10. ^ "QZSS в 2010 году". Asian Surveying and Mapping. 7 мая 2009 г. Получено 7 мая 2009 г.[ мертвая ссылка ]
  11. ^ "GNSS All Over the World". GPS World Online. 1 ноября 2007 г. Архивировано из оригинала 23 августа 2011 г. Получено 12 декабря 2011 г.
  12. ^ http://www.spaceflightnow.com/news/n1304/04qzss/ Япония построит флот навигационных спутников на Wayback Machine (архив 2013-04-11)
  13. ^ "Расписание запуска". Архивировано из оригинала 9 августа 2018 года . Получено 20 августа 2017 года .
  14. ^ "Расписание запусков". Spaceflight Now. Архивировано из оригинала 16 августа 2018 года . Получено 20 августа 2017 года .
  15. ^ Секретариат национальной космической политики (12 июня 2024 г.). 衛星測位に関する取組方針, 2024 г. (PDF) (на японском языке). Кабинет министров правительства Японии.
  16. ↑ Спецификации интерфейса для QZSS, версия 1.7, JAXA, 14 июля 2016 г., стр. 7–8, архивировано из оригинала 6 апреля 2013 г.
  17. ^ abcd 準天頂衛星の７機体制に向けた開発について(PDF) (на японском языке). Кабинет министров правительства Японии. 23 января 2019 года . Проверено 4 марта 2024 г.
  18. ^ NAQU 2022059, доступно через «Сообщение NAQU». Спутниковая система «Квазизенит» (QZSS) .
  19. ^ "Приостановка всех операций QZS-1". Quasi-Zenith Satellite System . 15 сентября 2023 г. Получено 16 сентября 2023 г.
  20. ^ «宇宙基本計画工程表 (令和2年6月29日)» [Расписание космического плана (29 июня 2020 г.)] (PDF) (на японском языке). Кабинет министров (Япония). 29 июня 2020 г. с. 54 . Проверено 6 декабря 2020 г.
  21. ^ abc 宇宙基本計画⼯程表（令和５年度改訂) (PDF) (на японском языке). Кабинет министров правительства Японии. 22 декабря 2023 г. Проверено 4 марта 2024 г.
  22. ^ ab Ryan, Dorothy (3 декабря 2020 г.). «Лаборатория Линкольна разрабатывает полезную нагрузку для интеграции на японских спутниках». MIT . Получено 6 декабря 2020 г. Лаборатория работает с Секретариатом национальной космической политики Японии и компанией Mitsubishi Electric над интеграцией современных датчиков на новейших спутниках в созвездии QZSS, QZS-6 и QZS-7, запуск которых запланирован на 2023 и 2024 годы соответственно.
  23. ^ Стандарт производительности спутниковой системы квазизенита PS-QZSS-003 (17 марта 2022 г.)
  24. ^ abc Джеффри, Чарльз (2010). Введение в GNSS: GPS, ГЛОНАСС, Galileo и другие глобальные навигационные спутниковые системы (1-е изд.). Калгари: NovAtel. ISBN 978-0-9813754-0-3. OCLC  1036065024.
  25. ^ Фабрицио Тапперо (апрель 2008 г.). "Метод удаленной синхронизации для квазизенитной спутниковой системы" (диссертация). Архивировано из оригинала 7 марта 2011 г. Получено 10 августа 2013 г.
  26. ^ Фабрицио Тапперо (24 мая 2009 г.). Метод дистанционной синхронизации для квазизенитной спутниковой системы: исследование новой спутниковой системы хронометража, не требующей бортовых атомных часов . VDM Verlag. ISBN 978-3-639-16004-8.

Внешние ссылки