準天頂衛星システム Quasi Zenith Satellite System

序章

みちびきとしても知られる準天頂衛星システム (QZSS) は、米国が運営する全地球測位システム (GPS) を補強するために日本政府が開発した 4 つの衛星からなる地域衛星ナビゲーション システムです。衛星ベースの強化システム。 GPS）を日本を中心としたアジア・オセアニアで展開。準天頂衛星システムは、アジア・オセアニア地域においてGPSに対応した高精度かつ安定した測位サービスを提供することを目的としています。 4 つの衛星による QZSS サービスは、2018 年 1 月 12 日から試験的に利用可能であり、2018 年 11 月 1 日に正式に開始されました。2023 年には 7 つの衛星による GPS に依存しない衛星ナビゲーション システムが計画されています。 2023 年 5 月に、このシステムが 11 個の衛星に拡張されることが発表されました。

歴史

2002 年、日本政府は、3 つの衛星による地域時刻転送システムおよび日本国内で受信できる米国運用の全地球測位システム (GPS) の衛星ベースの増強としての準天頂衛星システムの開発を承認しました。この契約は、コンセプト開発作業を開始した先進宇宙事業株式会社（ASBC）と、三菱電機、日立製作所、GNSSテクノロジーズとの間で締結された。しかし、ASBC は 2007 年に破産し、その業務は衛星測位研究応用局に引き継がれました。当センター（SPAC）は、文部科学省、総務省、経済産業省、国土省の4省庁の管轄下にあります。 。最初の衛星「みちびき」は 2010 年 9 月 11 日に打ち上げられ、2013 年までに完全運用が開始される予定です。2013 年 3 月、日本の内閣府は準天頂衛星システムを 3 機から 4 機に拡大すると発表しました。三菱電機との 5 億 2,600 万米ドルの衛星 3 機建設契約は、2017 年末までに打ち上げられる予定でした。3 機目の衛星は 2017 年 8 月 19 日に軌道上に打ち上げられ、4 機目は 2017 年 10 月 10 日に軌道に投入されました。衛星システムは、 2018年11月1日より運用を開始しました。

軌道

QZSS は静止衛星 1 機と、ツンドラ型の高傾斜微小楕円静止軌道上の衛星 3 機を使用します。各軌道は他の 2 つの軌道から 120°離れています。この傾きがあるため、それらは静止していません。彼らは空の同じ場所に留まることがありません。その代わり、地上の設置面積は非対称の 8 の字パターン (アナレンマ) で、常に日本のほぼ真上 (高度 60 度以上) になるように設計されています。 公称軌道要素は次のとおりです。

QZSSと測位補強

QZSS の主な目的は、衛星が非常に高い高度でしか見えない日本の多くの都市部の峡谷で GPS の利用可能性を高めることです。 2 番目の機能はパフォーマンスの向上で、GPS 由来のナビゲーション ソリューションの精度と信頼性が向上します。準天頂衛星は、GPS L1C/A信号に加え、最新のGPS L1C、L2C、L5信号に対応した信号を送信します。これにより、既存の GPS 受信機への変更が最小限に抑えられます。スタンドアロンの GPS と比較して、GPS と QZSS を組み合わせたシステムは、QZSS からのサブメータークラスの性能向上信号 L1-SAIF および LEX の送信を通じて提供される測距補正データにより、測位性能が向上します。障害監視やシステム健全性データ通知により信頼性も向上します。 QZSS は、GPS 衛星捕捉を改善するための他のサポート データもユーザーに提供します。当初の計画によれば、準天頂衛星には2種類の原子時計が搭載される予定だった。水素メーザーとルビジウム（Rb）原子時計。準天頂衛星用のパッシブ水素メーザーの開発は 2006 年に放棄されました。測位信号は Rb クロックによって生成され、GPS 計時システムと同様のアーキテクチャを持つことになります。 QZSS は、双方向衛星時刻および周波数転送 (TWSTFT) 方式も使用できます。このスキームは、宇宙における衛星の原子標準の動作に関する基本的な知識を得るために、また他の研究目的にも使用されます。

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