日本版GPS：自動駕駛可以依賴的指揮塔

基于準天頂衛星系統的“日本版GPS”開始實用化。日本計劃在2018年之前發射4顆衛星，并投入全面運行。系統的定位誤差只有幾厘米，為汽車和農業機械的自動駕駛開辟了道路。

強大的國際競爭力對在日本和亞洲其他地區推廣非常重要。希望相關行業能夠不斷推動技術創新。"

7月26日，旨在利用準天頂衛星系統的日本產學合作組織“QBIC”成立。在成立大會上，東芝總裁兼QBIC總裁西田厚聰向與會的商界人士發出了這樣的呼吁。

日本自主研發的定位衛星——準天頂衛星系統，與美國運營的GPS(全球定位系統)相結合，定位精度比單獨使用GPS時更高。這套系統被稱為“日本版GPS”，不僅能提供比以前更精確的位置信息服務，還有望成為實現汽車、農業機械自動駕駛的核心技術之一。

2010年9月，發射了第一顆準天頂衛星“銀島”，率先實驗性地利用一顆衛星定位。日本政府打算在2018年內開始24小時不間斷公務使用。

目前，已有約200家交通、農業、防災、通信等行業的企業和團體加入QBIC。

今后，以海外推廣和標準化為目標的4個工作組將致力于使用日本版GPS的服務和設備的實用化和普及化。

來自“天頂”的輔助GPS

準天頂衛星是指在赤道上方與地球靜止軌道成一定角度的“準天頂軌道”上運行，一天中在特定區域上空停留數小時的人造衛星。從日本的角度來看，衛星系統中總有一顆衛星停留在天頂附近，故命名為“準天頂”衛星系統。投影在地面上，衛星系統的軌跡在亞洲和太平洋是一個不對稱的8字形，這是衛星系統的覆蓋區域。這個系統的信號可以與美國運營的、繞地球運行的約30顆GPS衛星的定位信號同時使用。

目前廣泛使用的GPS存在GPS衛星與地面的仰角為30 ~ 50度的問題，所以很多情況下會因為高樓、高山的遮擋而收不到其發出的定位信號。

為了精確定位，必須同時從四個以上的衛星接收定位信號。但在某些地點或某段時間內，只能使用幾顆衛星，而且經常受到高層建筑反射波的影響，導致定位誤差增大。

準天頂衛星幾乎位于地面用戶的正上方，因此衛星發出的定位信號不容易被高樓和山脈遮擋。

日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)宣傳部長寺田宏(Hiroshi Terada)強調稱，“在日本任何地方都能容易接收到的‘指南’的定位信號可以完成GPS信號，在高樓較多的城市和山區也能實現高精度定位。”

無人農業機械可以完成精準的農田作業。

結合GPS和準天頂衛星的定位信號，定位誤差可以減小到幾厘米。為了充分利用其優異的定位性能，日本業界已經開始開發相關服務和使用方法。

利用GPS的定位信號和導向標志，無人駕駛拖拉機和聯合收割機完成翻耕、播種和噴灑農藥的作業。這種實證實驗已經在島市北市和北海市鴨村町的農場中進行。無人駕駛農業機械由北海道大學和馬洋聯合開發。

市北市已于2013年5月用無人農業機械成功耕種了約6.8公頃的大面積稻田，并計劃在9月使用無人農業機械完成收割作業。

山村町使用無人農業機械在約一公頃的農田里種植大豆，完成了從整地到……的一整套作業翅膀。此外，7月中旬開始了使用無人農業機械噴灑農藥的實驗。2013 ~ 2014年，將在市北市和矢町進行實驗。

北海道大學農學研究生院教授野口勇對上述實驗充滿信心。他說，“通過使用GPS和準天頂衛星的定位信號，可以實現精確野戰所必需的穩定定位和高精度。無人農業機械也能安全完成精準作業。”該大學的目標是在2015年開始實用化。

誤差不到GPS的五分之一。

在這方面，城市地區也正在經歷實際驗證。例如，在高樓林立的東京新宿區已經證實，路標組合使用時的可定位時間和地點是單獨使用GPS時的2.5倍左右。

至于定位誤差，也有實驗證明，使用小型個人接收機時誤差在2m左右，單獨使用GPS時誤差可降至五分之一。使用大型工業接收機時，誤差可以降低到幾厘米。

今后，日本將陸續發射準天頂衛星，增加數量。2011年9月，日本政府內閣會議做出決定，在2020年之前再發射3顆衛星，構建由4顆衛星組成的系統。

在這一決定下，“準天頂衛星被定位為國家建設的重要基礎設施，成為日本太空政策的優先項目”(日本內閣府太空戰略室參事野村吳榮語)。具體計劃是2017年3月前發射2號衛星，2017年5月前發射3號衛星，2017年7月前發射4號衛星。從2018年起，由4顆衛星組成的系統將全面啟用。

2012年的未來5年，日本用于衛星開發的預算為503億日元。三菱電機獲得了衛星制造訂單，地面控制系統的建設和管理由NEC等出資的特殊目的公司“準天頂衛星系統服務公司”負責。發射4顆衛星，實現24小時不間斷定位。在準天頂系統中，一顆衛星每天覆蓋日本的時間只有8個小時左右。所以要實現24小時不間斷使用，至少要有三顆衛星在軌。

除了這三顆衛星，我們還需要準備一顆備用衛星以防萬一。因此，總共需要四顆衛星。“計劃在4顆衛星中設置一顆地球靜止衛星”(野村參事)。

據報道，雖然時間尚未確定，但在建成四星系統后，日本計劃再增加三顆衛星，使準天頂衛星數量達到七顆。這樣即使只用日本的準天頂衛星系統代替美國的GPS也能實現高精度的獨立定位。

由于該系統的衛星軌道覆蓋亞太地區，日本政府還打算在海外推廣使用該衛星的定位服務，并出口相關基礎設施。日本政府估計，在北海道大學等IT(信息技術)農業、便攜式終端、汽車等領域，2020年準天頂衛星將為亞太地區帶來約4萬億日元的經濟效應。

日本不是唯一關注這個潛在市場的國家。俄羅斯、中國、歐盟(EU)和印度也開始建造自己的定位衛星，目的是讓其他國家和地區使用自己的衛星，從而在該領域占據主導地位。因為衛星和軍事力量密切相關，所以各國都下了很大功夫。

日本要想在這種形勢下取勝，不僅要在目標時間——2018年之前在基礎設施方面建立完善的運營體系，還要普及使用日本版GPS的車載導航等設備，開發將衛星系統應用于自動駕駛等領域的技術。

日本要想依靠過去美國的定位系統領域，使自己開發的技術廣泛滲透到亞太地區，需要政府和企業的緊密合作。基于準天頂衛星系統的“日本版GPS”開始實用化。日本計劃在2018年前發射四顆衛星讓它們充分發揮作用。系統的定位誤差只有幾厘米，為汽車和農業機械的自動駕駛開辟了道路。

強大的國際競爭力對在日本和亞洲其他地區推廣非常重要。希望相關行業能夠不斷推動技術創新。"

7月26日，旨在利用準天頂衛星系統的日本產學合作組織“QBIC”成立。在成立大會上，東芝總裁兼QBIC總裁西田厚聰向與會的商界人士發出了這樣的呼吁。

日本自主研發的定位衛星——準天頂衛星系統，與美國運營的GPS(全球定位系統)相結合，定位精度比單獨使用GPS時更高。這套系統被稱為“日本版GPS”，不僅能提供比以前更精確的位置信息服務，還有望成為實現汽車、農業機械自動駕駛的核心技術之一。

2010年9月，發射了第一顆準天頂衛星“銀島”，率先實驗性地利用一顆衛星定位。日本政府打算在2018年內開始24小時不間斷公務使用。

目前，已有約200家交通、農業、防災、通信等行業的企業和團體加入QBIC。

今后，以海外推廣和標準化為目標的4個工作組將致力于使用日本版GPS的服務和設備的實用化和普及化。

來自“天頂”的輔助GPS

準天頂衛星是指在赤道上方與地球靜止軌道成一定角度的“準天頂軌道”上運行，一天中在特定區域上空停留數小時的人造衛星。從日本的角度來看，衛星系統中總有一顆衛星停留在天頂附近，故命名為“準天頂”衛星系統。投影在地面上，衛星系統的軌跡在亞洲和太平洋是一個不對稱的8字形，這是衛星系統的覆蓋區域。這個系統的信號可以與美國運營的、繞地球運行的約30顆GPS衛星的定位信號同時使用。

目前廣泛使用的GPS存在GPS衛星與地面的仰角為30 ~ 50度的問題，所以很多情況下會因為高樓、高山的遮擋而收不到其發出的定位信號。

為了精確定位，必須同時從四個以上的衛星接收定位信號。但在某些地點或某段時間內，只能使用幾顆衛星，而且經常受到高層建筑反射波的影響，導致定位誤差增大。

準天頂衛星幾乎位于地面用戶的正上方，因此衛星發出的定位信號不容易被高樓和山脈遮擋。

日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)宣傳部長寺田宏(Hiroshi Terada)強調稱，“在日本任何地方都能容易接收到的‘指南’的定位信號可以完成GPS信號，在高樓較多的城市和山區也能實現高精度定位。”

無人農業機械可以完成精準的農田作業。

結合GPS和準天頂衛星的定位信號，定位誤差可以減小到幾厘米。為了充分利用其優異的定位性能，日本業界已經開始開發相關服務和使用方法。

利用GPS的定位信號和導向標志，無人駕駛拖拉機和聯合收割機完成翻耕、播種和噴灑農藥的作業。這種實證實驗已經在島市北市和北海市鴨村町的農場中進行。無人駕駛農業機械由北海道大學和馬洋聯合開發。

市北市已于2013年5月用無人農業機械成功耕種了約6.8公頃的大面積稻田，并計劃在9月使用無人農業機械完成收割作業。

山村町使用無人農業機械在約一公頃的農田里種植大豆，完成了從整地到播種的一整套作業。此外，7月中旬開始了使用無人農業機械噴灑農藥的實驗。2013年至2014年，出口……試驗將在市北市和矢町進行。

北海道大學農學研究生院教授野口勇對上述實驗充滿信心。他說，“通過使用GPS和準天頂衛星的定位信號，可以實現精確野戰所必需的穩定定位和高精度。無人農業機械也能安全完成精準作業。”該大學的目標是在2015年開始實用化。

誤差不到GPS的五分之一。

在這方面，城市地區也正在經歷實際驗證。例如，在高樓林立的東京新宿區已經證實，路標組合使用時的可定位時間和地點是單獨使用GPS時的2.5倍左右。

至于定位誤差，也有實驗證明，使用小型個人接收機時誤差在2m左右，單獨使用GPS時誤差可降至五分之一。使用大型工業接收機時，誤差可以降低到幾厘米。

今后，日本將陸續發射準天頂衛星，增加數量。2011年9月，日本政府內閣會議做出決定，在2020年之前再發射3顆衛星，構建由4顆衛星組成的系統。

在這一決定下，“準天頂衛星被定位為國家建設的重要基礎設施，成為日本太空政策的優先項目”(日本內閣府太空戰略室參事野村吳榮語)。具體計劃是2017年3月前發射2號衛星，2017年5月前發射3號衛星，2017年7月前發射4號衛星。從2018年起，由4顆衛星組成的系統將全面啟用。

2012年的未來5年，日本用于衛星開發的預算為503億日元。三菱電機獲得了衛星制造訂單，地面控制系統的建設和管理由NEC等出資的特殊目的公司“準天頂衛星系統服務公司”負責。發射4顆衛星，實現24小時不間斷定位。在準天頂系統中，一顆衛星每天覆蓋日本的時間只有8個小時左右。所以要實現24小時不間斷使用，至少要有三顆衛星在軌。

除了這三顆衛星，我們還需要準備一顆備用衛星以防萬一。因此，總共需要四顆衛星。“計劃在4顆衛星中設置一顆地球靜止衛星”(野村參事)。

據報道，雖然時間尚未確定，但在建成四星系統后，日本計劃再增加三顆衛星，使準天頂衛星數量達到七顆。這樣即使只用日本的準天頂衛星系統代替美國的GPS也能實現高精度的獨立定位。

由于該系統的衛星軌道覆蓋亞太地區，日本政府還打算在海外推廣使用該衛星的定位服務，并出口相關基礎設施。日本政府估計，在北海道大學等IT(信息技術)農業、便攜式終端、汽車等領域，2020年準天頂衛星將為亞太地區帶來約4萬億日元的經濟效應。

日本不是唯一關注這個潛在市場的國家。俄羅斯、中國、歐盟(EU)和印度也開始建造自己的定位衛星，目的是讓其他國家和地區使用自己的衛星，從而在該領域占據主導地位。因為衛星和軍事力量密切相關，所以各國都下了很大功夫。

日本要想在這種形勢下取勝，不僅要在目標時間——2018年之前在基礎設施方面建立完善的運營體系，還要普及使用日本版GPS的車載導航等設備，開發將衛星系統應用于自動駕駛等領域的技術。

日本要想依靠過去美國的定位系統領域，使自己開發的技術廣泛滲透到亞太地區，需要政府和企業的緊密合作。

標簽：三菱

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