Satelitní systém Quasi-Zenith - Quasi-Zenith Satellite System

Satelitní systém Quasi-Zenith
Logo QZSS.png

Země původuJaponsko
Provozovatel (provozovatelé)JAXA
TypCivilní
PostaveníProvozní
DosahRegionální
PřesnostPNT <10 m (veřejný)
SLAS <1 m (veřejný)
CLAS <10 cm (veřejný)
Velikost souhvězdí
Celkem satelitů4 (7 v budoucnu)
Družice na oběžné dráze4
První spuštěníZáří 2010
Orbitální charakteristiky
Režim (y)3x GSO
Další detaily
NákladyJPY 170 miliard
webová stránkaqzss.jít.jp/ en/
Kvazi-Zenith oběžná dráha satelitu
Animace QZSS, „Quasi-Zenith /oběžná dráha tundry "děj je jasně viditelný.

The Satelitní systém Quasi-Zenith (QZSS), také známý jako Michibiki (み ち び き), je regionální region se čtyřmi satelity časový přenos systém a satelitní rozšiřující systém vývoj Japonská vláda posílit provozovaný Spojenými státy Globální Polohovací Systém (GPS) v Asie-Oceánie regiony se zaměřením na Japonsko.[1] Cílem QZSS je poskytovat vysoce přesné a stabilní služby určování polohy v asijsko-oceánském regionu kompatibilní s GPS.[2] Čtyři družicové služby QZSS byly zkušebně k dispozici od 12. ledna 2018,[3] a oficiálně začal 1. listopadu 2018.[4] A satelitní navigace systém nezávislý na GPS je plánován na rok 2023 se 7 satelity.[5][6]

Dějiny

V roce 2002 japonská vláda povolila rozvoj QZSS jako regionální regionální družice časový přenos systém a satelitní rozšiřující systém pro USA Globální Polohovací Systém (GPS) být přijatelné v rámci Japonsko. Byla zadána zakázka společnosti Advanced Space Business Corporation (ASBC), která zahájila práce na vývoji konceptu, a Mitsubishi Electric, Hitachi a GNSS Technologies Inc. Společnost ASBC se však v roce 2007 zhroutila a práce převzalo Středisko pro výzkum a aplikaci satelitního určování polohy (SPAC), které vlastní čtyři japonská vládní oddělení: Ministerstvo školství, kultury, sportu, vědy a technologie, Ministerstvo vnitra a komunikací, Ministerstvo hospodářství, obchodu a průmyslu a Ministerstvo půdy, infrastruktury, dopravy a cestovního ruchu.[7]

První satelit „Michibiki“ byl vypuštěn 11. září 2010.[8] Plný provozní stav se očekával do roku 2013.[9][10] V březnu 2013 oznámila japonská kancelář vlády expanzi QZSS ze tří satelitů na čtyři. Zahájení kontraktu se společností Mitsubishi Electric na výstavbu tří satelitů ve výši 526 milionů dolarů bylo naplánováno na konec roku 2017.[11] Třetí satelit byl vypuštěn na oběžnou dráhu 19. srpna 2017,[12] a čtvrtý byl spuštěn 10. října 2017.[13] Základní čtyř družicový systém byl oznámen jako funkční 1. listopadu 2018.[4]

Obíhat

QZSS používá jeden geostacionární satelit a tři satelity Tundra -typ velmi nakloněný, mírně eliptický, geosynchronní dráhy. Každá oběžná dráha je 120 ° od ostatních dvou. Kvůli tomuto sklonu nejsou geostacionární; nezůstávají na stejném místě na obloze. Místo toho jsou jejich pozemními stopami asymetrické vzory osmičky (analemy ), jehož cílem je zajistit, aby byl člověk po celou dobu téměř přímo nad (výškou 60 ° a více) nad Japonskem.

Nominální orbitální prvky jsou:

QZSS satelitní Keplerianovy prvky (nominální)[14]
Epocha26. 12. 2009 12:00 UTC
Poloviční osa (A)42 164 kilometrů (26 199 mil)
Excentricita (E)0.075 ± 0.015
Sklon (i)43° ± 4°
Pravý vzestup vzestupného uzlu (Ω)195 ° (počáteční)
Argument perigeu (ω)270° ± 2°
Střední anomálie (M0)305 ° (počáteční)
Střední zeměpisná délka stopy země135 ° E ± 5 °

Satelity

Aktuální 4 satelitní konstelace

názevDatum spuštěníPostaveníPoznámky
QZS-1 (Michibiki-1)11. září 2010Provozní-
QZS-2 (Michibiki-2)1. června 2017ProvozníVylepšené solární panely a zvýšené palivo
QZS-3 (Michibiki-3)19. srpna 2017ProvozníTěžší design s přídavnou anténou S-band geostacionární oběžná dráha
QZS-4 (Michibiki-4)10. října 2017ProvozníVylepšené solární panely a zvýšené palivo

Budoucí souhvězdí satelitu 7

názevPlánované datum spuštěníPostaveníPoznámky
QZS-1R2020BudoucnostNáhrada za QZS-1
QZS-52023Budoucnost-
QZS-62023Budoucnost-
QZS-72023Budoucnost-
Animace QZSS
Kolem Země
Kolem Země - polární pohled
Pevný rám země - Rovníkový pohled zepředu
Pevný rám země - Rovníkový pohled, boční
  Země ·   QZS-1  ·   QZS-2 ·   QZS-3 ·   QZS-4

QZSS a rozšiřování polohy

Primárním účelem QZSS je zvýšit dostupnost GPS v mnoha japonských zemích městské kaňony, kde lze vidět pouze satelity ve velmi vysoké nadmořské výšce. Druhou funkcí je vylepšení výkonu, zvýšení přesnosti a spolehlivosti navigačních řešení odvozených z GPS.

Družice Quasi-Zenith vysílají signály kompatibilní se signálem GPS L1C / A, stejně jako s modernizovanými signály GPS L1C, L2C a L5. Tím se minimalizují změny stávajících přijímačů GPS.

Ve srovnání se samostatným systémem GPS přináší kombinovaný systém GPS plus QZSS vylepšený výkon při určování polohy pomocí dat korekce rozsahu poskytovaných přenosem signálů L1-SAIF a LEX zvyšujících výkon submetru z QZSS. Zlepšuje také spolehlivost pomocí monitorování poruch a upozornění na údaje o stavu systému. QZSS také poskytuje uživatelům další podpůrná data ke zlepšení získávání satelitů GPS.

Podle původního plánu měla QZSS nést dva typy vesmírných atomové hodiny; vodíkový masér a atomové hodiny rubidia (Rb). Vývoj pasivního vodíkového maséru pro QZSS byl opuštěn v roce 2006. Signál o poloze bude generován hodinami Rb a bude použita architektura podobná časovému systému GPS. QZSS bude také moci používat a Obousměrný přenos času a frekvence satelitu (TWSTFT) schéma, které bude použito k získání některých základních znalostí o chování standardních atomových atomů ve vesmíru i pro další výzkumné účely.

Časování QZSS a vzdálená synchronizace

Ačkoli první generace QZSS časoměřičského systému (TKS) bude založena na hodinách Rb, první satelity QZSS budou nést základní prototyp experimentálního synchronizačního systému s hodinami krystalů. Během první poloviny dvouleté fáze testování na oběžné dráze budou předběžné testy zkoumat proveditelnost technologie beztaktních hodin, která by mohla být použita ve druhé generaci QZSS.

Zmíněná technologie QZSS TKS je nový satelitní časoměrný systém, který nevyžaduje palubní atomové hodiny, které používají stávající navigační satelitní systémy, jako jsou BeiDou, Galileo, GPS, GLONASS nebo NavIC Systém. Tento koncept se odlišuje využitím synchronizačního rámce v kombinaci s lehkými řiditelnými palubními hodinami, které fungují jako transpondéry, vysílající přesný čas vzdáleně poskytovaný sítí pro synchronizaci času umístěnou na zemi. To umožňuje systému optimálně fungovat, když jsou satelity v přímém kontaktu s pozemní stanicí, což je vhodné pro systém, jako je japonský QZSS. Nízká hmotnost satelitu a nízké náklady na výrobu a spuštění satelitu jsou významnými výhodami tohoto systému. Nástin tohoto konceptu a dvě možné implementace sítě pro synchronizaci času pro QZSS byly studovány a publikovány v Metoda vzdálené synchronizace pro satelitní systém Quasi-Zenith[15] a Metoda vzdálené synchronizace pro družicový systém Quasi-Zenith: studium nového satelitního časoměrného systému, který nevyžaduje palubní atomové hodiny.[16][není nutný primární zdroj ]

Srovnání Oběžná dráha tundry, Dráha QZSS a Molniya orbita - rovníkový pohled
Čelní pohled
Boční pohled
Pevný rám země, Čelní pohled
Pevný rám země, Boční pohled
  Oběžná dráha tundry ·   Dráha QZSS ·   Molniya orbita ·   Země

Viz také

Reference

  1. ^ „Quasi-Zenith Satellite Orbit (QZO)“. Archivováno z původního dne 2018-03-09. Citováno 2018-03-10.
  2. ^ „[Film] Satelitní systém Quasi-Zenith“ QZSS"". Satelitní systém Quasi-Zenith (QZSS). Archivováno od originálu na 2017-07-15. Citováno 19. července 2017.
  3. ^ „[Oznámení] Zahájení zkušební služby QZS-4“. Satelitní systém Quasi-Zenith (QZSS). Archivováno od originálu 10. 8. 2018. Citováno 2018-05-02.
  4. ^ A b ""Japonská služba QZSS je nyní oficiálně k dispozici"". Citováno 11. ledna 2019.
  5. ^ „Japonsko přeměňuje sedm družicový systém QZSS jako zálohu GPS“. SpaceNews.com. 15. května 2017. Citováno 10. srpna 2019.
  6. ^ Kriening, Torsten (23. ledna 2019). „Japonsko se připravuje na selhání GPS pomocí satelitů Quasi-Zenith“. SpaceWatch.Global. Citováno 10. srpna 2019.
  7. ^ „Stav služby QZSS“ (PDF). 12. 12. 2008. Archivovány od originál (PDF) dne 25. července 2011. Citováno 2009-05-07.
  8. ^ „Výsledek startu prvního kvazizenithového satelitu„ MICHIBIKI “od startovacího vozidla H-IIA č. 18“. 2010-09-11. Archivováno z původního dne 2012-03-20. Citováno 2011-12-12.
  9. ^ „QZSS v roce 2010“. Článek v časopisu. Asijské geodetické práce a mapování. 2009-05-07. Citováno 2009-05-07.[mrtvý odkaz ]
  10. ^ „GNSS po celém světě“. Systém. GPS svět online. 2007-11-01. Archivovány od originál 23. srpna 2011. Citováno 2011-12-12.
  11. ^ http://www.spaceflightnow.com/news/n1304/04qzss/ Archivováno 11.04.2013 na Wayback Machine Japonsko vybuduje flotilu navigačních satelitů 04. 04. 2013 Citováno 2013-04-05
  12. ^ „Archivovaná kopie“. Archivováno z původního dne 2018-08-09. Citováno 2017-08-20.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  13. ^ „Archivovaná kopie“. Archivováno od originálu 16. 8. 2018. Citováno 2017-08-20.CS1 maint: archivovaná kopie jako titul (odkaz)
  14. ^ Japan Aerospace Exploration Agency (2016-07-14), Specifikace rozhraní pro QZSS, verze 1.7, str. 7–8, archivovány od originál dne 06.04.2013
  15. ^ Fabrizio Tappero (duben 2008), Metoda vzdálené synchronizace pro satelitní systém Quasi-Zenith (Disertační práce), archivovány od originál dne 07.03.2011, vyvoláno 2013-08-10
  16. ^ Fabrizio Tappero (2009-05-24). Metoda vzdálené synchronizace pro družicový systém Quasi-Zenith: studium nového satelitního časoměrného systému, který nevyžaduje palubní atomové hodiny. VDM Verlag. ISBN  978-3-639-16004-8.

externí odkazy