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QZSS

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목차

1. 개요

QZSS(Quasi-Zenith Satellite System, 준천정 위성 시스템)는 일본이 개발한 위성 항법 시스템으로, GPS를 보완하고 일본 내 GPS 가용성을 향상시키는 것을 목표로 한다. 1972년 제안된 이후, 2002년 개발이 승인되어 2010년 첫 번째 위성 발사를 시작으로 2018년 4기 체제로 서비스가 개시되었다. QZSS는 PNT(위치, 항법 및 타이밍), SLAS(서브미터급 보강), CLAS(센티미터급 보강), MADOCA-PPP, DC 보고, PTV, Q-ANPI 등의 다양한 서비스를 제공한다. 특히 일본 내에서 1cm급 정밀도 보정 정보를 무상으로 제공하며, 2025년까지 7기 체제로 확대할 예정이다.

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QZSS
개요
이름준천정 위성 시스템
로마자 표기Junteonjeong Wiseong Siseutem
원어 명칭みちびき (미치비키)
영어 명칭Quasi-Zenith Satellite System (QZSS)
유형민간용
상태운영 중
운영 주체준천정 위성 시스템 서비스 주식회사 / 내각부
서비스 범위지역
정밀도
PNT (위치, 항법, 시간 서비스)10m 미만 (공공)
SLAS (서브미터 수준 보강 서비스)1m 미만 (공공)
CLAS (센티미터 수준 보강 서비스)10cm 미만 (공공)
위성 정보
목표 위성 수7기
현재 위성 수4기
첫 발사2010년 9월 11일
마지막 발사2021년 10월 26일
총 발사 횟수5회
궤도 정보
궤도 유형GSO 3기
비용
비용 (추정)JPY 1,700억
추가 정보
공식 웹사이트준천정 위성 시스템 공식 웹사이트

2. 역사

2010년 9월 11일, 미치비키 인공위성의 첫 번째 위성이 발사되었다.[88] 2013년 3월, 일본 내각부는 QZSS 계획을 3기에서 4기로 확대한다고 발표하고, 미쓰비시 전기와 5.26억달러 규모의 계약을 체결하여 2017년 말까지 3기의 인공위성을 제작했다.[89] 2017년 8월 19일에는 세 번째 위성이,[90] 10월 10일에는 네 번째 위성이 발사되었다.[91] 2018년 11월 1일부터 4기의 인공위성을 통한 시스템 운영이 시작되었다.[85]

2002년, 일본 정부는 일본 내에서 수신 가능한 미국의 GPS를 보완하는 3위성 지역 시간 전송 시스템이자 위성 기반 보강 시스템인 QZSS 개발을 승인했다. 초기에는 Advanced Space Business Corporation (ASBC)과 미쓰비시 전기, 히타치, GNSS Technologies Inc.가 계약을 맺고 개념 개발 작업을 시작했으나, 2007년 ASBC가 해체되면서 일본 정부 부처인 문부과학성, 총무성, 경제산업성, 국토교통성이 소유한 위성 위치 정보 연구 응용 센터(SPAC)가 이 사업을 인수했다.[8]

2. 1. 개발 배경

1972년 전파연구소(현 정보통신연구기구)는 세계 최초로 중위도 지역을 대상으로 고각 8자 궤도 위성을 제안했다.[60] 1997년 3월, 구 우주개발위원회의 '''우리나라의 위성 측위 기술 개발에 대한 대처 방침'''[62] 문서에서 위성 측위 기술의 현황 분석, 장래 수요, 그리고 일본이 앞으로 해결해야 할 연구 과제가 정리되었다. 이 때 GPS를 기반으로 위성의 기초 기술을 개발하는 시나리오가 채택되었다.[63]

2001년 7월, 경제단체연합회는 우주 이용 프론티어 확대를 위한 그랜드 스트래티지[64]에서 "준천정 위성 시스템" 구축을 제안했다. 2002년 6월, 종합과학기술회의는 QZSS 개발·정비를 "산관 연계 하에 추진한다"는 방침을 정했고, 10월에는 '''향후 위성 측위에 관한 기술 개발의 방향'''[69] 문서에서 측위 시스템 개발 의의를 재확인했다.

같은 해 10월 16일, '''제2회 미일 위성 측위 시스템(GPS) 전체 회의'''[70]에서 일본은 QZSS 계획을 미국 측에 설명하고, 기술 검토를 위한 워킹 그룹 설치를 결정했다. 12월 25일, 국가 종합과학기술회의는 QZSS 연구 개발 추진이 타당하다고 평가했다.[71]

2006년 3월, QZSS 개발 방침이 크게 변경되어,[73] JAXA가 주도하여 첫 번째 위성을 발사하고, 이후 관민 공동으로 이용 실증을 실시하는 것으로 결정되었다. 2007년 8월, 민간 회사인 신 위성 비즈니스(ASBC)는 해산하고, 재단법인 위성 측위 이용 추진 센터가 이를 이어받았다.

2013년 3월 29일, 정부는 준천정 위성 2기, 정지 궤도 위성 1기 등의 개발, 제조를 미쓰비시 전기에 발주했다. 2017년부터 순차적으로 위성을 발사하여 2018년 11월 1일부터 4기 체제로 서비스를 시작했다.

2. 2. 개발 과정

2002년 6월, 종합과학기술회의는 QZSS의 개발·정비를 "산관의 연계 하에 추진한다"는 방침을 정했다.[67] 2002년 11월 1일, 미쓰비시 전기, 히타치 제작소, 이토추 상사, NEC 도시바 스페이스 시스템, 미쓰비시 상사, 토요타 자동차 등 59개 사가 출자하여 QZSS를 이용, 통신·방송·측위 복합 서비스를 제공하는 신 위성 비즈니스 주식회사(ASBC)를 설립했다.[68]

2002년 10월 16일, 도쿄에서 '''제2회 미일 위성 측위 시스템(GPS) 전체 회의'''[70]가 열려 일본은 QZSS 계획을 미국 측에 설명했다. QZSS는 일본 부근에서 GPS 보완 및 보강 기능을 갖는 것으로, 기술 검토를 위한 워킹 그룹 설치가 결정되었다.

2006년 2월, 민간 사업화 판단에서 민간 독자적인 통신·방송 사업 실시는 어렵다고 판단되었다.[72] 당시 측위 정보의 일정 수요는 이미 충족되었고, S 밴드를 사용할 정도의 측위 보강 정보 수요는 관민 모두에게서 기대하기 어려웠기 때문이다.

2006년 3월, QZSS 개발 방침이 크게 변경되어,[73] 첫 번째 위성은 JAXA가 주도하여 발사하고, 기술 검증 및 이용 검증을 바탕으로 나머지 2기를 추가하여 이용 실증을 관민 공동으로 실시하게 되었다. 이를 위해 관민 공동 운용 회사를 2006년 중에 설립하기로 했다. 위성에서 S 밴드 통신 기능은 삭제되고, L 밴드만 이용하게 되었다.

2007년 8월 2일, 신 위성 비즈니스(ASBC)는 해산하고, 재단법인 위성 측위 이용 추진 센터가 이를 계승했다. 2010년 9월 11일, 기술 실증을 위한 첫 번째 위성 '미치비키(QZS-1)'가 발사되었다.

2013년 3월 29일, 제2차 아베 내각은 '미치비키' 2기, 정지 궤도 위성 1기 등의 개발, 제조를 미쓰비시 전기에 발주했다. 2017년부터 순차적으로 발사하여, 2019년부터 4기 체제로 운용하여 24시간 이용 가능하도록 했다.

2017년 6월, 8월, 10월에 '미치비키' 2호기, 3호기, 4호기가 각각 발사되어, 2018년 4월 서비스 개시에 맞춰 시험 운용을 시작했다.

준천정 위성 시스템 "미치비키" 서비스 개시 기념식 (2018년 11월 1일)


2018년 11월 1일, QZSS 서비스가 공식적으로 시작되었다.

3. 위성

QZSS는 여러 기의 인공위성으로 구성된 시스템이다. 각 위성의 이름, 발사일, 발사체, 상태, 비고는 다음과 같다.

이름발사일발사체상태비고
QZS-1(미치비키 1호기)2010년 9월 11일H-IIA 202실험용. 2022년 3월부터 예비 위성으로 운용.[18] 2023년 9월 15일 퇴역.[19]
QZS-2(미치비키 2호기)2017년 6월 1일H-IIA 202운용 중개선된 태양 전지판 및 연료 증가
QZS-3(미치비키 3호기)2017년 8월 19일H-IIA 204운용 중정지 궤도 127° E에 추가 S 밴드 안테나를 갖춘 더 무거운 설계[17]
QZS-4(미치비키 4호기)2017년 10월 10일H-IIA 202운용 중개선된 태양 전지판 및 연료 증가
QZS-1R (미치비키 1호기 후속기)2021년 10월 26일H-IIA 202운용 중QZS-1 대체.[20]
QZS-5(미치비키 5호기)2025 회계 연도H3-22S예정[21]
QZS-6(미치비키 6호기)2024 회계 연도H3-22S예정90.5° E에서 정지 궤도[17][22][21]
QZS-7(미치비키 7호기)2025 회계 연도H3예정190° E 부근의 준 정지 궤도[17][22]



준천정 위성 시스템은 초기에는 4기 체제로 실용화되었으며, 이후 7기 체제로 확장될 예정이다.[33]

3. 1. 개요

미치비키 인공위성은 2010년 9월 11일에 처음 발사되었다.[88] 2013년 3월, 일본 내각부는 QZSS 계획을 인공위성 3기에서 4기로 확대한다고 발표했다. 미쓰비시 전기와 5.26억달러 계약을 통해 2017년 말까지 3기의 인공위성이 제작되었다.[89] 2018년 11월 1일부터 4기의 인공위성을 통한 시스템 운영이 시작되었다.[85]

위성 측위에서 사용자 수신기의 위치를 측정하기 위해서는 4기 이상의 인공위성으로부터 신호를 수신해야 하며, 고정밀 측위에는 8기 이상으로부터 수신하는 것이 바람직하다. 그러나 일본은 산간 지역이나 고층 건축물이 즐비한 도시부가 많아 평지가 적기 때문에 저고각의 인공위성으로부터 신호를 수신할 수 없다. 현재 30기 정도를 운용 중인 GPS에 대해, GPS 위성 혹은 GPS 호환 위성을 10기 정도 추가하면 가시 위성이 늘어나 측위가 가능하게 되는 경우가 늘어나지만, 현재 수 이상의 인공위성을 기존 GPS에 추가하는 것은 미국 연방 정부에게 비용 편익이 좋지 않아 실현될 가능성이 낮다. 지구 전역을 대상으로 하는 GPS와 달리, 일본 열도에서는 이용할 수 없는 위치의 위성이 많아 효율적이지 않다.

일본의 준천정위성 시스템은 GPS 위성과는 다른 궤도를 갖게 하여 상시 가시 위성을 증가시켜, 고정밀 측위를 가능하게 한다. 이를 위해 준천정위성을 3기 이상 준비하여 일본 바로 위를 통과하는 궤도로부터 측위 신호를 송신함으로써, 지상에서 고각도로 관측할 수 있는 준천정위성을 상시 1기 이상 볼 수 있도록 한다. 도쿄도 구부에서는 항상 70도 이상의 높은 앙각으로 1기 이상의 준천정위성을 볼 수 있다.

준천정위성 시스템은 첫 단계에서 1기의 위성으로 기술 및 이용 실증을 실시하고, 검증을 거친 후 준천정 궤도 위성 3기 체제의 2단계 시스템 실증으로 이행하여 정지 궤도 위성 1기를 더해 4기 체제로 실용화되었다. 또한 준천정 궤도, 정지 궤도, 준정지 궤도에 각각 1기씩 위성을 추가하여 7기 체제로 운용할 방침이다.[33]

3. 2. 미치비키 1호기 (QZS-1)

2010년 9월 11일에 H-IIA 로켓 18호기를 통해 발사되었다.[88] 원래는 2009년도 중 발사를 목표로 했으나, 외국에서 조달한 원자 시계의 입수 시기를 앞당기는 것이 불가능하여 2010년 8월 2일로 연기되었다. 이후, 미치비키의 리액션 휠 (자세 제어 장치)에 불량이 발견되어 추가로 연기되었다. 위성 개발비는 약 4000억엔이었다.

2010년 1월 20일, JAXA가 실시한 애칭 모집 캠페인의 결과, 애칭은 "미치비키"가 되었다.[18]

미치비키의 설계 수명은 10년(추진약 및 배터리는 12년)으로, 미국 공군에서 운용하는 GPS와 유럽에서 개발 중인 갈릴레오와 함께 사용된다.

2017년 2월 28일, JAXA에 의한 운용을 종료하고 내각부로 이관되었으며, 준천정 위성 시스템 서비스 주식회사 (QSS)가 시험 운용을 시작했다.[36][37]

2020년에 설계 수명 10년에 도달했고, 2022년에 목표인 12년을 넘어서면서, 후속기가 2021년 10월 26일에 H-IIA 로켓 44호기로 발사되었다.

1호기 후속기의 정식 운용 개시에 따라 2022년 3월 25일에 신호 송신을 중단하고 대기 운용으로 전환했으며,[38] 궤도 이탈 완료를 거쳐 2023년 9월 15일에 운용을 종료했다.[19]

미치비키 1호기는 준천정 궤도에서 운용되며, L1C/A, L1C, L1S, L2C, L5, L6D 신호를 송신한다.[19]

미치비키 각 기기의 제원[33][52][53][39][54]
항목1호기
QZS-1		2호기
QZS-2		3호기
QZS-3		4호기
QZS-4		1호기 후계기
QZS-1R		5호기6호기7호기
궤도준천정준천정정지준천정준천정준천정정지준정지
궤도 위치
(4기)		동경 135°동경 135°동경 127°동경 135°---
궤도 위치
(7기)		-동경 139°동경 127°동경 139°동경 148°동경 139°동경 90.5°동경 190°
측위 신호L1C/A○○○○○---
L1C/B----○○○○
L1C○○○○○○○○
L1S○○○○○---
L1Sb--○---○○
L2C○○○○○---
L5○○○○○○○○
L5S-○○○○-○○
L6D○○○○○○○○
L6E-○○○○○○○
S 밴드--○-----
L대역 안테나헬리컬헬리컬패치헬리컬패치
발생 전력5.3kW6.3kW6.3kW6.3kW6.3kW
발사 시 질량약 4t약 4t약 4.7t약 4t약 4t
설계 수명10년 이상15년 이상
발사일2010년 9월 11일2017년 6월 1일2017년 8월 19일2017년 10월 10일2021년 10월 26일2025년도 (예정)2025년 2월 1일 (예정)2025년도 (예정)
발사체H-IIA 18호기(202)H-IIA 34호기(202)H-IIA 35호기(204)H-IIA 36호기(202)H-IIA 44호기(202)H3H3H3
운용 개시2010년 12월 13일2018년 11월 1일2018년 11월 1일2018년 11월 1일2022년 3월 24일
운용 상황운용 종료
(2023년 9월 15일)		운용 중운용 중운용 중운용 중


3. 3. 미치비키 2호기 (QZS-2)

미치비키 2호기는 2017년 6월 1일에 H-IIA 34호기(202) 로켓으로 발사되었다.[88] 설계 수명은 15년이며, 준천정 궤도에서 운용된다.[88] L1C/A, L1C, L1S, L2C, L5, L5S, L6D, L6E 신호를 송신하며, 개선된 태양 전지판과 증가된 연료를 탑재하고 있다.

미치비키 각 기기의 제원[33][52][53][39][54]
항목2호기
QZS-2
궤도준천정
궤도 위치
(4기)		동경 135°
궤도 위치
(7기)		동경 139°
측위 신호L1C/A○
L1C○
L1S○
L2C○
L5○
L5S○
L6D○
L6E○
S 밴드-
L대역 안테나헬리컬
발생 전력6.3kW
발사 시 질량약 4t
설계 수명15년 이상
발사일2017년 6월 1일
발사체H-IIA 34호기(202)
운용 개시2018년 11월 1일
운용 상황운용 중


3. 4. 미치비키 3호기 (QZS-3)

미치비키 3호기는 2017년 8월 19일에 발사되었으며,[90] 설계 수명은 15년이다. 정지 궤도 (동경 127°)에서 운용 중이고,[17] L1C/A, L1C, L1S, L1Sb, L2C, L5, L5S, L6D, L6E, S 밴드 신호를 송신한다. 다만, 증폭부 스위치 이상으로 L1 신호 출력이 예정보다 낮다.

3. 5. 미치비키 4호기 (QZS-4)

미치비키 4호기는 2017년 10월 10일 H-IIA 36호기(202)로 발사되었다.[91] 설계 수명은 15년 이상이며, 준천정 궤도에서 운용 중이다.[33][52][53][39][54] 2018년 11월 1일부터 시스템 운영에 들어갔다.[85]

미치비키 4호기는 L1C/A, L1C, L1S, L2C, L5, L5S, L6D, L6E 신호를 송신한다.[33][52][53][39][54] 개선된 태양 전지판과 증가된 연료를 탑재하고 있다.[91]

{| class="wikitable" style="text-align:center"

|+ 미치비키 4호기 제원[33][52][53][39][54]

! 항목 !! 4호기
QZS-4

|-

| 궤도

| 준천정

|-

| 궤도 위치
(4기)

| 동경 135°

|-

| 궤도 위치
(7기)

| 동경 139°

|-

| 측위 신호

|

L1C/A○
L1C○
L1S○
L2C○
L5○
L5S○
L6D○
L6E○



|-

| L대역 안테나

| 헬리컬

|-

| 발생 전력

| 6.3kW

|-

| 발사 시 질량

| 약 4t

|-

| 설계 수명

| 15년 이상

|-

| 발사일

| 2017년 10월 10일

|-

| 발사체

| H-IIA 36호기(202)

|-

| 운용 개시

| 2018년 11월 1일

|-

| 운용 상황

| 운용 중

|}

3. 6. 미치비키 1호기 후속기 (QZS-1R)

2021년 10월 26일 다네가시마 우주 센터에서 H-IIA 로켓 44호기(202)로 발사되었다.[46][47] 당초 10월 25일에 발사될 예정이었으나,[48][49] 악천후가 예상되어 연기되었다.[50]

미치비키 1호기를 대체하기 위해 발사되었으며, 2022년 3월 24일부터 정식 운용이 시작되었다.[51] 설계 수명은 15년이며, 준천정 궤도에서 운용된다. 미치비키 1호기 후속기(QZS-1R)는 L1C/A, L1C/B, L1C, L1S, L2C, L5, L6D, L6E 신호를 송신한다.

미치비키 각 기기의 제원[33][52][53][39][54]
항목1호기 후계기
QZS-1R
궤도준천정
궤도 위치
(7기)		동경 148°
측위 신호L1C/A○
L1C/B○
L1C○
L1S○
L2C○
L5○
L6D○
L6E○
S 밴드-
L대역 안테나패치
발생 전력6.3kW
발사 시 질량약 4t
설계 수명15년 이상
발사일2021년 10월 26일
발사체H-IIA 44호기(202)
운용 개시2022년 3월 24일
운용 상황운용 중


3. 7. 미치비키 5, 6, 7호기

미치비키 5호기는 준천정 궤도에서, 6호기는 정지 궤도(동경 90.5°)에서, 7호기는 준정지 궤도(동경 190°)에서 운용될 예정이다.[17][22][21] 5, 6, 7호기는 모두 L1C/B, L1C, L1Sb, L5, L5S, L6D, L6E 신호를 송신할 예정이다.

미치비키 각 기기의 제원[33][52][53][39][54]
항목5호기6호기7호기
궤도준천정정지준정지
궤도 위치
(7기)		동경 139°동경 90.5°동경 190°
측위 신호L1C/B○○○
L1C○○○
L1Sb-○○
L5○○○
L5S-○○
L6D○○○
L6E○○○
설계 수명15년 이상
발사일2025 회계 연도 (예정)2025년 2월 1일 (예정)[54]2025 회계 연도 (예정)
발사체H3H3H3


4. 궤도

QZSS는 1개의 정지 위성과 3개의 툰드라형 고경사, 약간 타원의 동기 궤도 위성을 사용한다. 각 궤도는 서로 120° 간격으로 떨어져 있다. 이러한 경사 때문에 정지 궤도가 아니며, 하늘에서 같은 위치에 머물지 않는다. 대신, 지상 궤적은 일본 상공에서 항상 거의 바로 위에(고도 60° 이상) 있도록 설계된 비대칭 숫자 8자 패턴(analemmas)을 이룬다.[31]

정상적인 궤도 요소는 다음과 같다.

QZSS 위성 케플러 요소 (정상)
Epoch2009년 12월 26일, 12:00 UTC
장반경 (a)42164km
이심률 (e)0.075 ± 0.015
경사각 (i)43° ± 4°
승교점 경도 (Ω)195° (초기)
원지점 인수 (ω)270° ± 2°
평균 이 anomaly (M0)305° (초기)
지상 궤적의 중심 경도135° E ± 5°



계획된 7개의 위성 군집은 4개의 준천정 궤도(QZO) 위성, 2개의 정지 궤도(GEO) 위성, 1개의 준정지 궤도(약간의 경사 및 이심률) 위성으로 구성된다.

위성의 궤도는 궤도 경사각 45도, 이심률 0.099, 궤도 주기 23시간 56분의 궤도에 3기를 배치하는 것으로 정부와 민간에서 합의되었다. 3호기는 동경 127도의 정지 궤도에서 운용한다.[32] 일본과 같은 위도의 정지 궤도에 있는 인공위성은 약 38도의 앙각에 있다. 위성 궤도를 그대로 45도 기울인 이 궤도상의 위성을 지상에서 관측하면, 남쪽 하늘을 상하로 왕복 운동을 하지만, 회전에 따라 각속도가 변화하기 때문에 좌우로 흔들려 "아래쪽으로 부풀어 오른 세로 8자"를 그리며 이동하며, 하단에서는 지평선 이하가 된다. 또한 겉보기 이동 속도도 변화하여, 바로 위에서는 느리고, 지평선 부근에서는 빠르게 보인다. 3개의 위성이 궤도에 등간격으로 배치되므로, 항상 바로 위에 위성을 배치할 수 있다.

5. 신호 및 서비스

QZSS는 GPS 신호를 보완하여 위치 정확도와 신뢰성을 향상시키는 다양한 서비스를 제공한다. 준천정 위성은 GPS L1C/A 신호뿐만 아니라 현대화된 GPS 신호와도 호환되는 신호를 전송하여 기존 GPS 수신기의 변경을 최소화한다. GPS와 QZSS를 결합한 시스템은 QZSS의 L1-SAIF 및 LEX 서브미터급 성능 향상 신호를 통해 제공되는 측위 보정 데이터 덕분에 향상된 측위 성능을 제공한다. 또한 오류 모니터링 및 시스템 상태 데이터 알림을 통해 신뢰성을 높인다.[23]

QZSS는 다음과 같은 종류의 공공 서비스를 제공한다:[23]


  • PNT (위치, 항법 및 타이밍) 서비스: GPS 시스템에서 사용되는 신호를 보완하며, 추가 위성의 역할을 한다.
  • SLAS (서브미터급 보강) 서비스: 다른 GPS-SBAS 시스템과 상호 운용 가능한 GPS를 위한 GNSS 보강 형태를 제공한다.
  • CLAS (센티미터급 보강) 서비스: 갈릴레오의 고정밀 E6 서비스와 호환되는 고정밀 위치 정보를 제공한다.
  • MADOCA-PPP (다중 GNSS 고급 궤도 및 시계 보강 – 정밀 점 위치 결정) 서비스: CLAS와 독립적인 L6 보강 서비스이다.
  • DC 보고 (재난 및 위기 관리용 위성 보고서) 서비스: 홍수 및 지진에 대한 정보를 제공한다.


이 외에도 공개되지 않은 서비스로 PTV (위치 기술 검증) 서비스, Q-ANPI (QZSS 안전 확인 서비스) 등이 있다.[23]

위성 측위 시스템에서 사용자 수신기의 위치를 측정하려면 4기 이상의 인공위성으로부터 신호를 수신해야 하며, 고정밀 측위를 위해서는 8기 이상으로부터 수신하는 것이 바람직하다. 그러나 일본은 산간 지역이나 고층 건축물이 많은 도시 지역이 많아 저고각의 인공위성으로부터 신호를 수신하기 어렵다. QZSS는 이러한 문제를 해결하기 위해 일본 상공에 상시적으로 위성을 배치하여 가시 위성 수를 늘리고, 고정밀 측위를 가능하게 한다.

현재는 미국의 GPS, 유럽의 갈릴레오, 러시아의 글로나스, 중국의 베이더우, 인도의 NavIC, 일본의 QZSS 등 6개 시스템을 항법 위성 컨스텔레이션 통합 운용으로 이용하고 있다. 이를 통해 측위 불가능 상황이 크게 줄었고, QZSS의 고각 위성이라는 장점이 상대적으로 감소했다. 그러나 cm급 측위에 필요한 보정 정보를 민간에 무상으로 배포(일본 국내 한정)하는 것은 현재 QZSS뿐이다.

글로벌 컨스텔레이션은 여러 국가의 군사적, 정치적 의도와 관련되어 있기 때문에 외국의 시스템에 의존하는 것은 군사적 측면에서 위성 항법 시스템의 영구적 안정성을 해칠 수 있다는 의견도 있다.

5. 1. PNT (위치, 항법 및 타이밍) 서비스

QZSS영어의 PNT (위치, 항법 및 타이밍) 서비스는 GPS 시스템에서 사용되는 신호를 보완하며, 추가 위성의 역할을 한다. QZSS영어 위성은 GPS 위성과 시계를 동기화한다. 이 서비스는 GPS와 동일한 주파수 대역인 L1C/A, L1C, L2C 및 L5C에서 방송된다.[24]

5. 2. SLAS (서브미터급 보강) 서비스

SLAS (서브미터급 보강) 서비스는 광역 보강 시스템과 유사하게 작동하며, L1 주파수에서 다른 GPS-SBAS 시스템과 상호 운용 가능한 GNSS 보강 신호를 전송한다.[24] 이는 GPS L1C/A 신호와 호환되어 기존 GPS 수신기의 변경을 최소화하며, QZSS의 L1-SAIF 신호를 통해 제공되는 측위 보정 데이터를 통해 GPS와 QZSS 결합 시스템의 측위 성능을 향상시킨다.

5. 3. CLAS (센티미터급 보강) 서비스

CLAS영어 (센티미터급 보강) 서비스는 갈릴레오의 고정밀 E6 서비스와 호환되는 고정밀 위치 정보를 제공한다. 해당 대역은 "실험적"이라는 의미로 L6 또는 LEX로 지칭된다.[24]

cm급 측위에 필요한 보정 정보를 민간에 무상으로 배포(일본 국내 한정)하고 있는 것은 현재 QZSS뿐이다. 2018년 시점에서 cm급 측위에 필요한 모듈과 안테나는 차량이나 대형 드론에 탑재되는 수준이며, 휴대 전화・스마트폰에 탑재하는 것은 크기나 소비 전력 면에서 실현되지 않고 있다. 이는 QZSS 이외의 다른 GNSS에서도 마찬가지이다. cm급 측위는 농경차나 공사 차량, 측량 등을 주 목적으로 하며, 측정에는 위성을 경유하므로 10여 초의 시간 지연이 발생한다. 고속으로 이동하는 자동차 등의 내비게이션에서는 센티미터급 측위가 다른 측위 기술과 조합한 보조적인 이용이 될 것이다.[59]

5. 4. MADOCA-PPP 서비스

MADOCA-PPP (Multi-GNSS Advanced Demonstration tool for Orbit and Clock Analysis - Precise Point Positioning영어) 서비스는 CLAS와 독립적인 L6 보강 서비스이다.[23]

5. 5. DC 보고 서비스

L1S 주파수에서 방송되며 홍수 및 지진과 같은 재난 및 위기 관리 정보를 제공한다.[23]

5. 6. 기타 서비스


  • PTV (위치 기술 검증) 서비스는 L5S에서 방송된다. 문서에서는 "null" 메시지 유형만 설명한다.[23]
  • Q-ANPI (QZSS 안전 확인 서비스)는 승인된 단문 메시지 서비스이다.[23]

6. 고정밀 보정 정보 전송

국토지리원의 전자 기준점을 활용하여 일본은 이미 전국적으로 민간에 1cm급 정밀도 보정 정보를 제공하고 있다.[58] 준천정 위성 시스템(QZSS) 개발을 통해 일본 전국을 대상으로 1m급 정밀도 보정 정보를 생성하고 있다. 이 보정 정보는 위성 신호(L1-SAIF 신호)를 통해 사용자 수신기에 전송된다.

cm급 측위에 필요한 보정 정보는 현재 QZSS를 통해 일본 국내에 한하여 무상으로 제공되고 있다. cm급 측위는 주로 농경차, 공사 차량, 측량 등에 활용된다. 위성을 경유하므로 10여 초의 시간 지연이 발생하기 때문에, 고속 이동체 내비게이션에서는 다른 측위 기술과 조합하여 보조적으로 사용될 수 있다.[59]

7. QZSS 시각 시스템 (TKS)

1세대 QZSS 시각 시스템(TKS)은 Rb 시계를 기반으로 하지만, 최초의 QZSS 위성은 실험적인 수정 시계 동기화 시스템의 기본 프로토타입을 탑재할 것이다. 2년간의 궤도 내 시험 단계 전반기 동안, 2세대 QZSS에 사용될 수 있는 원자 시계가 없는 기술의 타당성을 조사하는 예비 테스트가 수행될 것이다.

언급된 QZSS TKS 기술은 베이더우, 갈릴레오, GPS, 글로나스 또는 나빅 시스템과 같은 기존의 항법 위성 시스템에서 사용되는 온보드 원자 시계를 필요로 하지 않는 새로운 위성 시각 시스템이다. 이 개념은 지상에 위치한 시각 동기화 네트워크에서 원격으로 제공되는 정확한 시간을 중계하는 트랜스폰더 역할을 하는 경량 조향 가능 온보드 시계와 결합된 동기화 프레임워크의 사용으로 차별화된다. 이를 통해 위성이 지상국과 직접 통신할 때 시스템이 최적으로 작동하므로 일본 QZSS와 같은 시스템에 적합하다. 낮은 위성 질량과 낮은 위성 제조 및 발사 비용은 이 시스템의 상당한 장점이다. 이 개념의 개요와 QZSS용 시각 동기화 네트워크의 두 가지 가능한 구현 방식은 ''준천정 위성 시스템을 위한 원격 동기화 방법''[25] 및 ''준천정 위성 시스템을 위한 원격 동기화 방법: 온보드 원자 시계가 필요 없는 새로운 위성 시각 시스템 연구''[26]에 연구 및 발표되었다.

8. 한국의 입장

한국은 일본의 준천정 위성 시스템(QZSS) 개발을 동북아시아 지역의 위성 항법 시스템 경쟁 심화와 관련된 중요한 사안으로 보고 있다. 특히 QZSS가 역내 군사적 균형 및 안보에 미칠 수 있는 잠재적 영향에 대해 우려하며, QZSS의 기술 발전과 운용 현황을 면밀히 주시하고 있다.

QZSS는 일본의 독자적인 우주 개발 능력과 기술력을 상징하는 프로젝트로, 한국은 이를 통해 일본의 우주 산업 경쟁력이 강화될 수 있다고 평가한다. 또한, QZSS가 제공하는 고정밀 위치 정보 서비스는 자율주행차, 드론 등 미래 첨단 기술 발전에 중요한 기반이 될 수 있으며, 이는 한국의 관련 산업 발전에도 영향을 미칠 수 있다고 본다.

한국은 QZSS와 GPS, 그리고 한국형 위성항법시스템(KPS) 간의 상호 운용성 확보를 위한 기술적, 정책적 노력을 지속적으로 추진할 필요가 있다고 판단한다.

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