准天顶卫星

准天顶卫星系统计划是一个利用准天顶卫星卫星的高精度定位试验系统转发完善和增强的美国GPS各种信号，试验、验证并提高卫星定位系统可应用性和完好性的计划。由公用平台和飞行任务仪器两部分组成。公用平台包括遥测跟踪和指令、电源、太阳电池翼、姿态轨道控制、双组元液体推进系统、结构、热控和仪表共8个分系统；飞行任务仪器包括定位有效载荷和二次有效载荷。

中文名：准天顶卫星

外文名：Quasi-ZenithSatellite，QZS

国家：日本

功能：导航定位、通信和广播功能

1、简介

准天顶卫星系统计划是一个利用准天顶卫星卫星的高精度定位试验系统转发完善和增强的美国GPS各种信号，试验、验证并提高卫星定位系统可应用性和完好性的计划。通过执行这项计划，日本能掌握卫星定位系统的基本技术，增加民间机构为准天顶卫星系统提供搭载设备和利用准天顶卫星系统的机会，为日本正式启动导航卫星计划奠定基础。

准天顶卫星系统首期计划在天顶轨道位置配置3颗卫星，其运行轨道呈“

8”字形，这样可确保至少有1颗卫星能以高仰角观测日本上空，确保在稍受或不受任何障碍物影响的情况下，可独自、不间断地提供定位服务，即便是在高楼林立的街心或群山环绕的农舍也能正常通信。QZS系统的3颗卫星均采用三菱电机公司的DS-2000卫星平台。三菱电机公司已积累了用这一卫星平台开发多用途运输卫星、工程试验卫星的经验。用这一平台开发QZS，不但可大幅度缩短研制周期，降低研制成本，确保可靠性以及运行安全性，而且能大幅度提高卫星的有效载荷比(可高达56.1%)。

2017年10月10日，日本*在鹿儿岛县种子岛宇宙中心使用H2A火箭发射了旨在构建日本版卫星定位系统的“准天顶”卫星“引路4号”卫星(Michibiki-4)。该卫星是日本“准天顶”(QuasiZenithSatelliteSystem，QZSS)卫星导航系统的重要组成部分，也是日本自主研发并发射的第四颗导航卫星。在此之前，日本分别于2010年9月、2017年6月和8月发射了三颗该系统的导航卫星。

“引路4号”卫星的发射升空标志着“准天顶”卫星导航系统全面运行所需的4颗卫星体系已构建完成。

2、组成

日本的“准天顶”卫星导航系统由空间段、地面控制段和用户段组成。其中，作为卫星导航系统核心的空间段由3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和1颗地球静止轨道(GEO)卫星构成。3颗地球同步轨道卫星的轨道与赤道保持45度夹角，这样日本本土就始终有1颗卫星停留在靠近天空顶点的地方。这就是该系统被称为“准天顶”系统的原因。

3、功能

“准天顶”卫星导航系统兼具导航定位、移动通信和广播等功能，能够独立连续地提供定位、导航和授时(PNT)服务，与美国的GPS导航系统有良好的兼容与互操作性，可向亚太地区提供GPS信号增强和短消息服务功能。

4、研发背景

虽然日本可与美国共享GPS系统，但该系统高精度的军用导航信号仍需得到美国批准。因此，日本很早就开始计划建立独立的“准天顶”卫星导航系统。

纵观日本“准天顶”卫星导航系统的发展历程，其基本思路是先期通过对美国GPS系统的区域增强，在满足国内卫星导航需求的同时，积累发展区域卫星导航系统的工程技术，后期自然过渡至建设独立的区域卫星导航系统，实现国家对卫星导航系统发展的自主可控。

这种发展思路一方面体现了日本借助美日合作快速提升本国建设卫星导航系统整体能力的策略，另一方面也体现了日本在国家空间信息安全层面对美国的忧虑和不安。

日本在国民经济、社会生活和防务军事等诸多方面对美国GPS系统的依赖程度都很深。在民事领域，日本*最近公开的资料显示，GPS已成为渗透到*民生活中的定位应用核心系统；在军事领域，日本航空自卫队可以接收到军码GPS信号，以提升日本自卫队投送能力、武器打击精度。一旦GPS出现问题，对日本的影响将难以估量，特别是随着各个军事大国反卫星能力的跃升，战时GPS卫星导航系统极有可能遭受攻击。鉴于此，日本渴望建立本国的卫星导航系统，以备不时之急。

卫星导航定位技术具有重要的军事价值，对于一个国家的军事安全具有重要意义。有着先进航天技术的日本决不甘心落于人后，或完全依附他国，因此开发独立的卫星导航定位系统就成为日本*的一个目标，发展具有区域导航定位功能的“准天顶”卫星导航系统也就成为必然。

5、研发历程

鉴于卫星导航系统带来的重要军民应用价值和巨大的产业集群效应，有着先进航天技术的日本根据本国地形和城市构造等特点，通过*与民间部门合作开发研制了“准天顶”卫星导航系统。该系统发展秉承分步建设、逐步滚动、不断壮大的模式。

从1972年“准天顶”卫星导航系统概念的提出，到2006年正式启动该项目，从2010年发射首颗“准天顶”系统导航卫星到眼下完成“四星组网”，“准天顶”卫星导航系统的发展已步入了快车道。

6、未来规划

日本*计划2023年实现该系统“七星组网”，届时将完全摆脱对美国GPS的依赖。*家高层对“准天顶”卫星导航系统给予了高度重视和大力支持。日本*在内阁会议层面上设立“空间政策小组”，在内阁府内设立“宇宙战略办公室”，都明确表明其服务于发展本国卫星导航系统的宗旨。不仅如此，日本*还出台基本政策明确系统发展规划，在涉及“准天顶”卫星导航系统研发、维修和应用等方面酝酿相关的政策措施，同时针对卫星成本上升问题，日本内阁及时提高资金预算予以保障。日本高度重视“准天顶”卫星导航系统的发展有其深层次的战略意图。

7、实际目的

日本近年来高度重视“准天顶”卫星导航系统的发展与其防卫政策、地区和全球战略意图息息相关。冷战后日本竭力谋求政治军事大国地位，其军事战略由“专守防卫”转向“主动遏制”，日本自卫队建设由“基础防卫力量”转向“动态防卫力量”。强大的太空军事力量，既可以使日本实时掌握周边国家和地区动态，还能够增强日本自卫队的武器装备水平，提高其地区干预和作战能力。

冷战后的局部战争表明，侦察、导航等卫星系统在战场上的实际作用越来越大，已经成为战斗力的“倍增器”和军事战略的“赋能器”。事实上，世界军事强国均拥有相当的太空资产，并广泛地用于军事领域，推动其武装力量现代化。近年来，日本谋求成为政治和军事大国的意愿愈加强烈，2015年9月日本新安保法案正式通过，标志着日本已从根本上颠覆了战后*，在谋求军事大国的道路上迈出实质性一步。在此背景下，日本自卫队全球活动的范围以及参与的方式将会逐渐拓展和增加。

日本自卫队在海外执行任务过程中的力量投送、作战指挥、情报收集和侦察预警等方面均需要强大的导航定位系统作为支撑。通过卫星导航系统，日方舰艇可以准确判定方位，为其通过特殊海域提供准确导航；卫星导航技术应用于C4ISR系统可为日本自卫队提供时空坐标基准，提升C4ISR的整体运转及协调性能。

日本积极研发“准天顶”卫星导航系统，无疑是为军事行动迈向海外做铺垫。从长远来看，保障日本自卫队海外用兵的常态化，进而谋求政治和军事强国地位正是日本积极开发以“准天顶”卫星导航系统为基础的太空军事力量的根本目标。

8、市场潜力

卫星导航系统已成为人类活动中普遍采用的导航定位技术。随着需求的不断增长和航天技术的不断发展，以及导航卫星系统在未来政治、军事斗争和经济发展中作用的不断增强，世界主要大国和商业集团都不惜巨资发展卫星导航系统。日本也瞄准了卫星导航这一巨大的空间市场，研发了本国的卫星导航系统。

日本在研发“准天顶”卫星导航系统过程中通过美日合作，在空间信号、增强信号以及时空坐标系统等方面均实现了与美国GPS导航系统深度兼容与互操作。这无疑是“准天顶”卫星导航系统的一种借力策略，有利于大幅提升“准天顶”在开拓应用市场方面的竞争优势。

日本开发包括“准天顶”卫星导航系统等在内的太空资产，不仅拉动了日本一系列战略性产业的发展，形成了较为成熟的卫星导航应用产业，进一步增强自身的科技和经济竞争力，还通过*间合作与社团、企业的共同努力在亚太地区推广“准天顶”卫星导航系统的应用。

日本*高度重视“准天顶”卫星导航系统的应用推广。一方面，在“准天顶”卫星导航系统建设初期就开始关注该系统的海外应用推广，日本*通过*间合作大力拓展亚洲和澳洲两大海外市场，涉及国家之多、范围之广，充分体现了日本在应用推广方面的决心和用心。

另一方面日本*还高度重视“准天顶”卫星导航系统应用模式的挖掘和应用领域的拓展，积极开拓该系统在精准农业、数字旅游等多个领域的应用，持续扩大国内外应用市场。可以预计，在不久的将来，日本“准天顶”卫星导航系统势必将成为我国北斗卫星导航系统在亚太地区的新竞争对手。

太空开发承载着日本“科学技术创新立国”的重任乃至政治抱负，随着日本从“半主权国家”向“正常国家”过渡，继而要成为“政治大国”乃至“军事大国”，日本未来将进一步发展以“准天顶”卫星导航系统为代表的各类太空资产，这势必将打破地区现有太空力量的均势格局，加剧地区紧张局势，引发国际太空领域的军备竞赛，周边国家必须保持高度警惕。