日本太空织“网”窥全球 不甘受美国掣肘

日本《宇宙基本计划》提出将在2023年之前，把高精度测位卫星“准天顶卫星”从目前的1颗增加至7颗，以便随时从日本上空进行测位，为“本国外交、安保政策以及自卫队部署服务”。

日本政府在2002年授权全球导航卫星系统技术公司、三菱电机、日立等59家相关企业开发这一系统，并于2007年成立了由文部科学省、总务省、经济产业省和国土交通省四个部门组成的卫星定位研究与应用中心。2010年9月11日，日本发射了该系统的第一颗卫星“引路号”。2013年3月，日本内阁宣布准天顶卫星系统的卫星将由3颗扩增为4颗。目前又提出增加至7颗，并将加强与美国全球定位系统(GPS)的合作，构建相互支援的机制。

准天顶卫星系统不仅与GPS系统互通，而且提升、扩展了后者的功能。未来准天顶卫星系统的优势将体现在以下四个方面：

精度高。准天顶卫星系统在导航电文中增加了电离层补偿信息字段，定位精度有望实现质的跃升。不仅如此，准天顶卫星系统还具有测距校正功能，因此相对于独立的GPS系统，GPS与准天顶卫星系统组成的联合系统可提供更好的定位服务。

定位范围大。目前广泛使用导航定位卫星与地面的仰角不超过48°，定位范围有限，发出的信号易受地物（如山峰、高层建筑等）遮挡。准天顶卫星的仰角在60°以上，信号覆盖率大大提高，受地物影响较小。而且准天顶卫星的轨道为“8”字形轨道（以东经135°为纵轴），可定位到同步轨道卫星无法“触及”的南北极地区。

信号稳定。由于准天顶卫星不在地球同步轨道上运行，所以受其他卫星干扰小，频率带利用率高。此外，准天顶卫星系统发送的L5、L2C、LEX、L1C、L1C/A、L1SAIF六种信号抗干扰性强，可以增进GPS信号的稳定性。

成本较低。导航定位卫星最核心、成本最高的器件是原子钟。星载原子钟输出的时间频率信号的稳定性直接决定着定位和导航的精度。目前，日本正在研究用晶体时钟取代铷原子钟的可行性，并将通过轨道测试获取数据。准天顶卫星系统还将建立机载时钟与地面站的同步校准系统，由机载时钟接收并转发地面站得到的精确时间。新技术如开发成功，卫星可不必携带原子钟上天，造价将大大降低，重量也会减轻。准天顶卫星系统性价比将超过美国的GPS系统、俄罗斯的“格洛纳斯”系统和欧洲的“伽利略”卫星导航系统。

虽然日本可与美国共享全球导航卫星（GPS）系统，但高精度的军用导航信号尚需要美国批准。日本计划建立独立的准天顶卫星系统，不仅仅是想以“打补丁”的方式解决民用GPS导航信号的精度问题，更表明其不甘受美国掣肘，希望在精确定位领域有所作为。

（陈宏达 作者单位：军事科学院）