+ QZSS 250px|QZS-6 Państwo Japonia Nazwa użytkowa Rodzaj regionalny system nawigacji satelitarnej i system wspomagania GPS Nadzór programu Rząd Japonii (Biuro Gabinetu Japonii) Operator usług Quasi-Zenith Satellite System Services Inc. Start usług operacyjnych 1 listopada 2018 Pierwszy start 11 września 2010 Liczba satelitów 5 operacyjnych; docelowo 7, z planem rozbudowy do 11 Strona internetowa qzss.go.jp
QZSS (; nazwa użytkowa ; ang. Quasi-Zenith Satellite System) – japoński regionalny satelitarny system nawigacyjny i system wspomagający użycie GPS w Japonii oraz w szerszym regionie Azji i Oceanii. System został zaprojektowany tak, aby satelity QZSS były przez znaczną część doby widoczne wysoko nad Japonią, co poprawia dostępność sygnału w miastach, dolinach i terenach górskich, gdzie sygnały GPS bywają zasłaniane lub odbijane od przeszkód.
QZSS nie jest prostym odpowiednikiem globalnych systemów nawigacji satelitarnej takich jak GPS, GLONASS, Galileo czy Beidou. Jego podstawową rolą jest zwiększanie liczby widocznych satelitów zgodnych z GPS, przekazywanie poprawek i usług bezpieczeństwa oraz dostarczanie dodatkowych usług regionalnych. Po uruchomieniu usług operacyjnych 1 listopada 2018 system działał jako konstelacja czterosatelitarna, a najbliższym etapem docelowym po tej konfiguracji jest układ siedmiu satelitów, który ma umożliwiać samodzielne utrzymywanie pozycjonowania nad Japonią przy co najmniej czterech widocznych satelitach QZSS. Rozbudowa nie przebiegała jednak liniowo: QZS-6 wszedł do usług w 2025 roku, natomiast start QZS-5 rakietą H3 F8 22 grudnia 2025 zakończył się niepowodzeniem i utratą satelity, a start QZS-7 został przełożony poza pierwotne okno kończące się 31 marca 2026. Osobny, dalszy plan polityki kosmicznej przewiduje rozbudowę do jedenastu satelitów, aby zwiększyć odporność systemu na awarie pojedynczych satelitów.
Nazwa i zakres Angielska nazwa Quasi-Zenith Satellite System odnosi się do orbit, na których satelita przez długi czas znajduje się blisko zenitu dla obserwatora w Japonii. Oficjalne materiały rozróżniają satelity na orbitach quasi-zenitowych od satelitów geostacjonarnych, ale w praktyce nazwa QZSS obejmuje całą japońską infrastrukturę satelitów pozycjonujących, segmentu naziemnego i usług użytkownika.
Nazwa Michibiki (jap. みちびき, „przewodnictwo” lub „prowadzenie”) jest nazwą użytkową programu. W polskim obiegu brak utrwalonego krótkiego odpowiednika, dlatego w lokalnym artykule zachowano nazwę międzynarodową i skrót QZSS; opisowo można mówić o japońskim systemie satelitarnym quasi-zenitowym lub japońskim regionalnym systemie nawigacji satelitarnej.
Geneza i rozwój Koncepcja QZSS wynikała z praktycznych ograniczeń używania GPS w Japonii. W gęstej zabudowie i na obszarach górskich użytkownik często widzi mniej satelitów, a sygnał może dochodzić drogami odbitymi. Satelita widoczny wysoko nad horyzontem zmniejsza ryzyko zasłonięcia sygnału i może być traktowany przez odbiornik jak dodatkowy satelita GPS, jeżeli nadaje zgodne sygnały i ma zsynchronizowany czas.
W 2002 roku rząd Japonii dopuścił rozwój QZSS jako regionalnego systemu przekazywania czasu i wspomagania GPS. Początkowo istotną rolę w pracach koncepcyjnych miała Advanced Space Business Corporation, a po upadku tego podmiotu w 2007 roku zadania koordynacyjne przejął Satellite Positioning Research and Application Center, wspierany przez kilka resortów japońskiego rządu.
W obecnej fazie nadzór rządowy nad programem sprawuje Biuro Gabinetu Japonii, a operację usług prowadzi Quasi-Zenith Satellite System Services Inc. (QSS).
Pierwszy satelita programu, QZS-1 Michibiki, został wystrzelony 11 września 2010 z Centrum Lotów Kosmicznych Tanegashima rakietą H-IIA. Był on satelitą demonstracyjnym i testowym, a jego start oraz późniejsze próby pozwoliły przejść od fazy badawczej do budowy systemu operacyjnego.
W 2013 roku rząd Japonii zapowiedział rozbudowę systemu do czterech satelitów, a otrzymało kontrakt na budowę trzech kolejnych satelitów przeznaczonych do startu przed końcem 2017 roku. W 2017 roku wystrzelono QZS-2, QZS-3 i QZS-4, co umożliwiło przejście do konfiguracji czterosatelitarnej z działającym wcześniej QZS-1.
Po okresie usług próbnych QZSS oficjalnie rozpoczął świadczenie usług 1 listopada 2018. W 2021 roku wystrzelono QZS-1R jako następcę pierwszego satelity; start ten odnotowały także polskie media branżowe jako wyniesienie kolejnego satelity japońskiej konstelacji QZS rozwijanej od około dekady. Pełną pracę QZS-1 zakończono po zmianie orbity we wrześniu 2023.
Najbliższym etapem docelowym pozostaje konfiguracja siedmiosatelitarna. Oficjalny opis programu wskazuje, że dodatkowe satelity mają zwiększyć obszar odbioru sygnałów, poprawić dokładność usług oraz umożliwić utrzymanie pozycjonowania QZSS nad Japonią bez konieczności polegania wyłącznie na GPS. QZS-6 wystrzelono 2 lutego 2025 rakietą H3 F5, a jego usługi rozpoczęto w 2025 roku, w tym podstawowe usługi od lipca i transmisję SBAS od października.
Następny satelita QZS-5 nie został jednak wprowadzony do planowanej orbity. JAXA podała, że podczas startu H3 F8 22 grudnia 2025 drugie uruchomienie silnika drugiego stopnia nie przebiegło prawidłowo i zakończyło się przedwcześnie, a Biuro Gabinetu Japonii trzy dni później informowało o utracie satelity. Ten sam komunikat zapowiadał utrzymanie stabilnych usług wysokiej dokładności za pomocą pięciu działających satelitów oraz koncentrację na możliwie wczesnym starcie QZS-7. Start QZS-7, planowany początkowo na 1 lutego 2026, został odłożony; w lutym 2026 JAXA informowała, że nie odbędzie się on w pierwotnym oknie rezerwowym do 31 marca 2026, ponieważ nadal trwało badanie awarii H3 F8 i jej wpływu na kolejne rakiety.
Orbity i architektura mały|Animacja układu trzech satelitów na orbitach quasi-zenitowych. Podstawową cechą systemu jest użycie silnie nachylonych orbit geosynchronicznych, których ślad naziemny tworzy asymetryczną ósemkę. Dla obserwatora w pobliżu Tokio satelity na takiej orbicie wschodzą kolejno od południowego wschodu, długo pozostają wysoko nad niebem Japonii, a następnie przechodzą przez południową część śladu nad obszarem Australii. Dzięki rozstawieniu trzech satelitów co około 120° jeden z nich może znajdować się wysoko nad Japonią wtedy, gdy pozostałe są w innych częściach toru. W specyfikacjach interfejsu QZSS nominalną półosię wielką takiej orbity podawano jako około 42 164 km, nachylenie około 43° i mimośród rzędu 0,075, przy geometrii dobranej tak, aby ślad naziemny skupiał się wokół długości geograficznych istotnych dla Japonii.
Konstelacja QZSS łączy satelity na orbitach quasi-zenitowych i geostacjonarnych. Oficjalny wykaz satelitów pozycjonujących podaje, że satelity QZS-2, QZS-4 i QZS-1R pracują na orbitach quasi-zenitowych, QZS-3 i QZS-6 na orbitach geostacjonarnych, a każdy z nich nadaje wybrane sygnały pozycjonujące i korekcyjne w pasmach używanych przez usługi QZSS. Materiały dotyczące układu siedmiu satelitów opisują docelowo połączenie satelitów QZO, GEO i quasi-geostacjonarnego, tak aby zwiększać zarówno dostępność geometrii nad Japonią, jak i redundancję systemu.
Satelity Według oficjalnego wykazu satelitów pozycjonujących oraz komunikatów o startach do operacyjnej części QZSS i najbliższych etapów programu należą następujące satelity:
Satelita Start Rakieta Orbita / położenie Status Uwagi QZS-1 Michibiki 11 września 2010 H-IIA 202 quasi-zenitowa wycofany satelita demonstracyjny; zastąpiony przez QZS-1R, pełną pracę zakończył 15 września 2023 QZS-2 1 czerwca 2017 H-IIA 202 quasi-zenitowa operacyjny element konstelacji czterosatelitarnej uruchomionej operacyjnie w 2018 roku QZS-3 19 sierpnia 2017 H-IIA 204 geostacjonarna operacyjny satelita geostacjonarny z dodatkowymi usługami, w tym sygnałami w paśmie S QZS-4 10 października 2017 H-IIA 202 quasi-zenitowa operacyjny jeden z satelitów quasi-zenitowych pierwszej konstelacji operacyjnej QZS-1R 26 października 2021 H-IIA 202 quasi-zenitowa operacyjny następca QZS-1 QZS-5 22 grudnia 2025 H3 F8 / H3-22S planowana quasi-zenitowa utracony nie został wprowadzony na planowaną orbitę po awarii rakiety H3 F8 QZS-6 2 lutego 2025 H3 F5 / H3-22S geostacjonarna operacyjny usługi podstawowe rozpoczęto w lipcu 2025, a transmisję SBAS w październiku 2025 QZS-7 planowany H3 F9 / H3-22S quasi-geostacjonarna w przygotowaniu po awarii H3 F8 start przełożono poza pierwotne okno kończące się 31 marca 2026
Segment naziemny i pomiary wysokiej dokładności Segment naziemny systemu obejmuje kontrolę satelitów, sieć monitorującą i infrastrukturę przygotowującą poprawki oraz komunikaty usługowe. W przypadku usług wysokiej dokładności wykorzystywane są dane ze stacji GNSS w Japonii i za granicą, a poprawki orbit, zegarów, opóźnień jonosferycznych lub troposferycznych są przekazywane użytkownikom przez satelity QZSS lub przez kanały internetowe zależnie od usługi. W części rozbudowy QZS-6 i QZS-7 przewidziano także ładunki dodatkowe związane ze świadomością sytuacyjną w przestrzeni kosmicznej, przygotowywane we współpracy ze Stanami Zjednoczonymi.
W generacji QZS-5–7 przewidziano również system ASNAV (Advanced Satellite Navigation System), rozwijany przez JAXA jako demonstracja precyzyjniejszych pomiarów orbit i czasu. Obejmuje on pomiary między satelitami oraz pomiary satelita–stacja naziemna, które mają ograniczać część błędów wynikających z niepewności położenia satelity i synchronizacji czasu; w pierwszych latach po starcie nowych satelitów system ma być poddawany weryfikacji, zanim zostanie wykorzystany do poprawy sygnałów pozycjonujących.
Sygnały i usługi QZSS nadaje sygnały zgodne z GPS oraz sygnały własne. Oficjalna tabela sygnałów wymienia między innymi L1C/A, L1C, L2C, L5, L1S, L1Sb, L5S, L6D, L6E i sygnały w paśmie S, przypisując je do usług pozycjonowania PNT, poprawek SLAS i CLAS, MADOCA-PPP, raportów kryzysowych, uwierzytelniania sygnału, usługi SBAS oraz usług specjalnego przeznaczenia. Część postanowień PS-QZSS-005 odnosi się do przyszłej usługi siedmiosatelitarnej; do czasu jej uruchomienia operator dla wskazanych sekcji odsyła do wcześniejszego standardu PS-QZSS-003. W bieżącej konfiguracji operacyjnej sygnał L1C/B nadają QZS-1R i QZS-6; w dokumentacji PNT dla QZS-5–7 przewidziano go także dla satelitów nowszej generacji. Sygnały L1C/A i L1C/B są transmitowane rozłącznie.
Podstawowa usługa PNT, czyli pozycjonowanie, nawigacja i czas, polega na nadawaniu sygnałów o tych samych częstotliwościach i zgodnym czasie co GPS. Odbiornik może wówczas używać satelitów QZSS łącznie z satelitami GPS, jakby zwiększona została liczba dostępnych satelitów. Ma to szczególne znaczenie przy ograniczonej widoczności nieba oraz przy błędach geometrii satelitów i propagacji przez jonosferę.
SLAS, czyli usługa poprawek poziomu submetrowego, przekazuje przez sygnał L1S informacje zmniejszające błędy orbit, zegarów i opóźnień jonosferycznych. Według opisu operatora typowe pozycjonowanie jednoczęstotliwościowe GPS może dawać błędy rzędu około 10 m, a poprawki SLAS mają umożliwiać zejście do poziomu kilku metrów w zastosowaniach pieszych, rowerowych, morskich lub rejestrujących ruch pojazdu, o ile opóźnienia tworzenia poprawek nie są krytyczne.
CLAS, czyli usługa poprawek poziomu centymetrowego, wykorzystuje dane z japońskiej sieci stacji referencyjnych GNSS i przekazuje przez sygnał L6D informacje potrzebne do dokładniejszego wyznaczania pozycji. Usługa jest przeznaczona dla odbiorników zdolnych do korzystania z sygnału L6D i jest opisywana jako element infrastruktury dla geodezji, automatyzacji prac budowlanych, rolnictwa precyzyjnego i innych zastosowań wymagających wysokiej dokładności.