日本版GPS：自动驾驶可以依赖的指挥塔

基于准天顶卫星系统的“日本版GPS”开始实用化。日本计划在2018年之前发射4颗卫星，并投入全面运行。系统的定位误差只有几厘米，为汽车和农业机械的自动驾驶开辟了道路。

强大的国际竞争力对在日本和亚洲其他地区推广非常重要。希望相关行业能够不断推动技术创新。"

7月26日，旨在利用准天顶卫星系统的日本产学合作组织“QBIC”成立。在成立大会上，东芝总裁兼QBIC总裁西田厚聪向与会的商界人士发出了这样的呼吁。

日本自主研发的定位卫星——准天顶卫星系统，与美国运营的GPS(全球定位系统)相结合，定位精度比单独使用GPS时更高。这套系统被称为“日本版GPS”，不仅能提供比以前更精确的位置信息服务，还有望成为实现汽车、农业机械自动驾驶的核心技术之一。

2010年9月，发射了第一颗准天顶卫星“银岛”，率先实验性地利用一颗卫星定位。日本政府打算在2018年内开始24小时不间断公务使用。

目前，已有约200家交通、农业、防灾、通信等行业的企业和团体加入QBIC。

今后，以海外推广和标准化为目标的4个工作组将致力于使用日本版GPS的服务和设备的实用化和普及化。

来自“天顶”的辅助GPS

准天顶卫星是指在赤道上方与地球静止轨道成一定角度的“准天顶轨道”上运行，一天中在特定区域上空停留数小时的人造卫星。从日本的角度来看，卫星系统中总有一颗卫星停留在天顶附近，故命名为“准天顶”卫星系统。投影在地面上，卫星系统的轨迹在亚洲和太平洋是一个不对称的8字形，这是卫星系统的覆盖区域。这个系统的信号可以与美国运营的、绕地球运行的约30颗GPS卫星的定位信号同时使用。

目前广泛使用的GPS存在GPS卫星与地面的仰角为30 ~ 50度的问题，所以很多情况下会因为高楼、高山的遮挡而收不到其发出的定位信号。

为了精确定位，必须同时从四个以上的卫星接收定位信号。但在某些地点或某段时间内，只能使用几颗卫星，而且经常受到高层建筑反射波的影响，导致定位误差增大。

准天顶卫星几乎位于地面用户的正上方，因此卫星发出的定位信号不容易被高楼和山脉遮挡。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宣传部长寺田宏(Hiroshi Terada)强调称，“在日本任何地方都能容易接收到的‘指南’的定位信号可以完成GPS信号，在高楼较多的城市和山区也能实现高精度定位。”

无人农业机械可以完成精准的农田作业。

结合GPS和准天顶卫星的定位信号，定位误差可以减小到几厘米。为了充分利用其优异的定位性能，日本业界已经开始开发相关服务和使用方法。

利用GPS的定位信号和导向标志，无人驾驶拖拉机和联合收割机完成翻耕、播种和喷洒农药的作业。这种实证实验已经在岛市北市和北海市鸭村町的农场中进行。无人驾驶农业机械由北海道大学和马洋联合开发。

市北市已于2013年5月用无人农业机械成功耕种了约6.8公顷的大面积稻田，并计划在9月使用无人农业机械完成收割作业。

山村町使用无人农业机械在约一公顷的农田里种植大豆，完成了从整地到……的一整套作业翅膀。此外，7月中旬开始了使用无人农业机械喷洒农药的实验。2013 ~ 2014年，将在市北市和矢町进行实验。

北海道大学农学研究生院教授野口勇对上述实验充满信心。他说，“通过使用GPS和准天顶卫星的定位信号，可以实现精确野战所必需的稳定定位和高精度。无人农业机械也能安全完成精准作业。”该大学的目标是在2015年开始实用化。

误差不到GPS的五分之一。

在这方面，城市地区也正在经历实际验证。例如，在高楼林立的东京新宿区已经证实，路标组合使用时的可定位时间和地点是单独使用GPS时的2.5倍左右。

至于定位误差，也有实验证明，使用小型个人接收机时误差在2m左右，单独使用GPS时误差可降至五分之一。使用大型工业接收机时，误差可以降低到几厘米。

今后，日本将陆续发射准天顶卫星，增加数量。2011年9月，日本政府内阁会议做出决定，在2020年之前再发射3颗卫星，构建由4颗卫星组成的系统。

在这一决定下，“准天顶卫星被定位为国家建设的重要基础设施，成为日本太空政策的优先项目”(日本内阁府太空战略室参事野村吴荣语)。具体计划是2017年3月前发射2号卫星，2017年5月前发射3号卫星，2017年7月前发射4号卫星。从2018年起，由4颗卫星组成的系统将全面启用。

2012年的未来5年，日本用于卫星开发的预算为503亿日元。三菱电机获得了卫星制造订单，地面控制系统的建设和管理由NEC等出资的特殊目的公司“准天顶卫星系统服务公司”负责。发射4颗卫星，实现24小时不间断定位。在准天顶系统中，一颗卫星每天覆盖日本的时间只有8个小时左右。所以要实现24小时不间断使用，至少要有三颗卫星在轨。

除了这三颗卫星，我们还需要准备一颗备用卫星以防万一。因此，总共需要四颗卫星。“计划在4颗卫星中设置一颗地球静止卫星”(野村参事)。

据报道，虽然时间尚未确定，但在建成四星系统后，日本计划再增加三颗卫星，使准天顶卫星数量达到七颗。这样即使只用日本的准天顶卫星系统代替美国的GPS也能实现高精度的独立定位。

由于该系统的卫星轨道覆盖亚太地区，日本政府还打算在海外推广使用该卫星的定位服务，并出口相关基础设施。日本政府估计，在北海道大学等IT(信息技术)农业、便携式终端、汽车等领域，2020年准天顶卫星将为亚太地区带来约4万亿日元的经济效应。

日本不是唯一关注这个潜在市场的国家。俄罗斯、中国、欧盟(EU)和印度也开始建造自己的定位卫星，目的是让其他国家和地区使用自己的卫星，从而在该领域占据主导地位。因为卫星和军事力量密切相关，所以各国都下了很大功夫。

日本要想在这种形势下取胜，不仅要在目标时间——2018年之前在基础设施方面建立完善的运营体系，还要普及使用日本版GPS的车载导航等设备，开发将卫星系统应用于自动驾驶等领域的技术。

日本要想依靠过去美国的定位系统领域，使自己开发的技术广泛渗透到亚太地区，需要政府和企业的紧密合作。基于准天顶卫星系统的“日本版GPS”开始实用化。日本计划在2018年前发射四颗卫星让它们充分发挥作用。系统的定位误差只有几厘米，为汽车和农业机械的自动驾驶开辟了道路。

强大的国际竞争力对在日本和亚洲其他地区推广非常重要。希望相关行业能够不断推动技术创新。"

7月26日，旨在利用准天顶卫星系统的日本产学合作组织“QBIC”成立。在成立大会上，东芝总裁兼QBIC总裁西田厚聪向与会的商界人士发出了这样的呼吁。

日本自主研发的定位卫星——准天顶卫星系统，与美国运营的GPS(全球定位系统)相结合，定位精度比单独使用GPS时更高。这套系统被称为“日本版GPS”，不仅能提供比以前更精确的位置信息服务，还有望成为实现汽车、农业机械自动驾驶的核心技术之一。

2010年9月，发射了第一颗准天顶卫星“银岛”，率先实验性地利用一颗卫星定位。日本政府打算在2018年内开始24小时不间断公务使用。

目前，已有约200家交通、农业、防灾、通信等行业的企业和团体加入QBIC。

今后，以海外推广和标准化为目标的4个工作组将致力于使用日本版GPS的服务和设备的实用化和普及化。

来自“天顶”的辅助GPS

准天顶卫星是指在赤道上方与地球静止轨道成一定角度的“准天顶轨道”上运行，一天中在特定区域上空停留数小时的人造卫星。从日本的角度来看，卫星系统中总有一颗卫星停留在天顶附近，故命名为“准天顶”卫星系统。投影在地面上，卫星系统的轨迹在亚洲和太平洋是一个不对称的8字形，这是卫星系统的覆盖区域。这个系统的信号可以与美国运营的、绕地球运行的约30颗GPS卫星的定位信号同时使用。

目前广泛使用的GPS存在GPS卫星与地面的仰角为30 ~ 50度的问题，所以很多情况下会因为高楼、高山的遮挡而收不到其发出的定位信号。

为了精确定位，必须同时从四个以上的卫星接收定位信号。但在某些地点或某段时间内，只能使用几颗卫星，而且经常受到高层建筑反射波的影响，导致定位误差增大。

准天顶卫星几乎位于地面用户的正上方，因此卫星发出的定位信号不容易被高楼和山脉遮挡。

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)宣传部长寺田宏(Hiroshi Terada)强调称，“在日本任何地方都能容易接收到的‘指南’的定位信号可以完成GPS信号，在高楼较多的城市和山区也能实现高精度定位。”

无人农业机械可以完成精准的农田作业。

结合GPS和准天顶卫星的定位信号，定位误差可以减小到几厘米。为了充分利用其优异的定位性能，日本业界已经开始开发相关服务和使用方法。

利用GPS的定位信号和导向标志，无人驾驶拖拉机和联合收割机完成翻耕、播种和喷洒农药的作业。这种实证实验已经在岛市北市和北海市鸭村町的农场中进行。无人驾驶农业机械由北海道大学和马洋联合开发。

市北市已于2013年5月用无人农业机械成功耕种了约6.8公顷的大面积稻田，并计划在9月使用无人农业机械完成收割作业。

山村町使用无人农业机械在约一公顷的农田里种植大豆，完成了从整地到播种的一整套作业。此外，7月中旬开始了使用无人农业机械喷洒农药的实验。2013年至2014年，出口……试验将在市北市和矢町进行。

北海道大学农学研究生院教授野口勇对上述实验充满信心。他说，“通过使用GPS和准天顶卫星的定位信号，可以实现精确野战所必需的稳定定位和高精度。无人农业机械也能安全完成精准作业。”该大学的目标是在2015年开始实用化。

误差不到GPS的五分之一。

在这方面，城市地区也正在经历实际验证。例如，在高楼林立的东京新宿区已经证实，路标组合使用时的可定位时间和地点是单独使用GPS时的2.5倍左右。

至于定位误差，也有实验证明，使用小型个人接收机时误差在2m左右，单独使用GPS时误差可降至五分之一。使用大型工业接收机时，误差可以降低到几厘米。

今后，日本将陆续发射准天顶卫星，增加数量。2011年9月，日本政府内阁会议做出决定，在2020年之前再发射3颗卫星，构建由4颗卫星组成的系统。

在这一决定下，“准天顶卫星被定位为国家建设的重要基础设施，成为日本太空政策的优先项目”(日本内阁府太空战略室参事野村吴荣语)。具体计划是2017年3月前发射2号卫星，2017年5月前发射3号卫星，2017年7月前发射4号卫星。从2018年起，由4颗卫星组成的系统将全面启用。

2012年的未来5年，日本用于卫星开发的预算为503亿日元。三菱电机获得了卫星制造订单，地面控制系统的建设和管理由NEC等出资的特殊目的公司“准天顶卫星系统服务公司”负责。发射4颗卫星，实现24小时不间断定位。在准天顶系统中，一颗卫星每天覆盖日本的时间只有8个小时左右。所以要实现24小时不间断使用，至少要有三颗卫星在轨。

除了这三颗卫星，我们还需要准备一颗备用卫星以防万一。因此，总共需要四颗卫星。“计划在4颗卫星中设置一颗地球静止卫星”(野村参事)。

据报道，虽然时间尚未确定，但在建成四星系统后，日本计划再增加三颗卫星，使准天顶卫星数量达到七颗。这样即使只用日本的准天顶卫星系统代替美国的GPS也能实现高精度的独立定位。

由于该系统的卫星轨道覆盖亚太地区，日本政府还打算在海外推广使用该卫星的定位服务，并出口相关基础设施。日本政府估计，在北海道大学等IT(信息技术)农业、便携式终端、汽车等领域，2020年准天顶卫星将为亚太地区带来约4万亿日元的经济效应。

日本不是唯一关注这个潜在市场的国家。俄罗斯、中国、欧盟(EU)和印度也开始建造自己的定位卫星，目的是让其他国家和地区使用自己的卫星，从而在该领域占据主导地位。因为卫星和军事力量密切相关，所以各国都下了很大功夫。

日本要想在这种形势下取胜，不仅要在目标时间——2018年之前在基础设施方面建立完善的运营体系，还要普及使用日本版GPS的车载导航等设备，开发将卫星系统应用于自动驾驶等领域的技术。

日本要想依靠过去美国的定位系统领域，使自己开发的技术广泛渗透到亚太地区，需要政府和企业的紧密合作。

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