日本导航卫星系统增强了GPS，定位精度可以达到6厘米

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我们在日本的记者陈超

不久前，日本发射了第四颗准天顶系统（QZSS）“ Guider” 4号卫星，该卫星可用于卫星导航和定位. 其宣布的厘米级定位精度已引起广泛关注. 关于准天顶卫星的最新进展，《科学技术日报》的记者采访了卫星定位专家，加拿大约克大学的客座教授刘志兴.

准天顶系统的三个特征

刘志兴首先介绍说，准天顶系统有三颗在日本同步倾斜轨道上运行的卫星，交替运行8小时，以确保具有更高仰角的卫星在日本“天顶”值班随时. 这使这颗通畅的卫星有可能“补充” GPS在城市中心和山谷中有建筑物的恶劣环境中定位的能力. 成功发射四号卫星以及之前发射的三颗卫星，将构成覆盖日本和周边地区的卫星导航和定位辅助增强系统. 准天顶现在处于试运行阶段. 它将在2018年正式向日本及其周边地区提供服务. 到2023年，它将增加到7颗卫星，并且可能会扩展到一个不依赖GPS并独立运行的独立区域导航系统.

第二，提高了定位精度. 准天顶卫星提供两种GPS增强信号: L1S和L1Sb（将在2020年提供基于SBAS卫星的增强服务）. 它可以提供亚米级的定位精度增强服务，使日本用户仅依靠GPS时的定位精度从10米起. 升至约1米；另一个是厘米级的增强信号L6，包括L6D和L6E，可以精确地进行单点定位.

最后，准天顶系统还可以提供预务，包括对地震和海啸等灾难的预警； GPS卫星异常时，还可以及时通知用户，以免定位不正确.

定位精度高达6厘米

根据日本媒体报道，在第一阶段部署三颗倾斜的对地静止卫星和一颗地球同步轨道卫星后，准天顶系统的定位精度可以达到6厘米. 使用什么技术来实现这个数量级的差异？

刘志兴解释说，通过用L6信号增强GPS，可以实现准天顶卫星导航系统可以达到的厘米级定位精度. 它提供的精确单点定位是实现全球精确实时动态定位和导航的关键技术. 它也是全球导航卫星系统（GNSS）定位的前沿研究方向，但并非日本独有. 在应用中，L6信号与GPS信号不兼容，并且接收需要专用的和天线，可用于高精度测量，工程机械的高精度构造以及IT精密农业. 因为天线和相对较大，所以它们无法与诸如移动电话的移动终端进行比较. 在现阶段，它们只能用于测量仪器和车辆.

准天顶技术的优势和争议

到2023年，准天顶卫星数量将达到7gps定位精度，它们将有能力独立于GPS系统工作，并成为日本的区域卫星导航系统. 这一过程为测试和演示提供了一个在轨平台，这将大大促进日本在卫星导航领域的独立研发能力. 但是，在应用方面，一些媒体指出，由于准天顶是一个区域性系统，无法推广，因此有可能陷入一个独立进化的圈子.

刘志兴说，准天顶系统不是面向全球的，只有日本及其周边地区的无法保证市场规模. 尽管自动驾驶领域是高精度定位的热点之一，但是由于定位时间和卫星频道传输延迟，它在现阶段只能用作其他传感器的辅助，并响应日本企业的反应社区不是太热情. . 但是，展望未来gps定位精度，在实现自动驾驶的第四阶段，即完全由人工智能主导的驾驶阶段，厘米级精度的绝对位置是非常必要的. 假设到那时与L6对应的高精度芯片的批量生产价格可以达到1000日元以下，这比自动驾驶仪所依赖的相对定位传感器（例如相机和LIDAR）要好，那么准天顶系统就可以有竞争力.

北斗是一个完整的全球卫星导航系统

刘志兴总结说，中国的北斗卫星导航系统正在全球范围内建设，同时也在建设增强型系统. 在天基增强方面，几天前，在国际民航组织导航系统专家组第四次会议上，北斗星增强系统（BDSBAS）被正式授予SBAS系统供应商ID和系统时间ID，以及BDSBAS成为全球第六颗增强型卫星导航系统，可为航空应用提供亚表服务. 此外，河中四庄于2013年开始开发厘米级的北斗星技增强系统. 我们可以期待“中国精度”的共同发展.

（东京科技日报11月9日）

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