Quasi-Zenith Satellite System

Le projet QZSS a été lancé en 2002 dans le cadre d'un partenariat public/privé. Le projet prévoyait, outre la fonction de navigation, des services de télécommunication et de diffusion vers les terminaux mobiles. Le déploiement des réseaux terrestres utilisant la fibre optique a remis en cause le modèle économique sous-jacent et les industriels se sont désengagés du projet qui est désormais uniquement financé par le secteur public[1]. Le système est en cours de déploiement en 2017. Un premier satellite, construit par Mitsubishi Electric et baptisé Michibiki, a été lancé le 11 septembre 2010 et a permis de valider le fonctionnement de QZSS. Le système complet, comprenant au minimum 4 satellites (dont trois opérationnels), doit être déployé d'ici 2018. Le cout de ce déploiement est estimé à 1,3 milliard €. Avec une constellation de 7 satellites le système QZSS pourrait fournir un signal plus précis mais il en coute environ 2 Mds€ et cette dépense était difficilement envisageable dans le contexte économique déprimé que connait le Japon au début des années 2010[2]. Il est prévu de déployer 3 autres satellites après 2023 pour assurer une meilleure couverture[3].

Trois des quatre satellites prévus pour le démarrage à la mise en service planifiée en 2018 circulent sur la même orbite en maintenant une distance identique (120°) entre eux. Cette orbite est géosynchrone avec une inclinaison orbitale d'environ 40° (correspond au nord de la latitude des grandes agglomérations japonaises). L'apogée située dans l'hémisphère nord est nettement plus élevée que le périgée (40 000 km contre 32 000 km). Le choix de cette orbite permet aux trois satellites de survoler en permanence les mêmes régions avec une trace au sol dessinant un huit dont la partie nord est située au-dessus du Japon et de passer plus de temps au-dessus de cette partie que dans la boucle qui survole l'Australie (13 heures dans l'hémisphère nord contre 11 heures dans l'hémisphère sud). Vu de Tokyo, un satellite est visible durant 8 heures à 70° au-dessus de l'horizon, 12 heures entre 50 et 70° puis 16 heures avec une élévation comprise entre 20 et 50°. Un quatrième satellite placé en orbite géostationnaire sera visible avec une élévation intermédiaire mais constante. Dans les canyons urbains des grandes villes urbaines du Japon ou les régions montagneuses qui représentent 50 % de la surface du pays, le système doit garantir qu'il y a toujours un satellite suffisamment haut au-dessus de l'horizon pour être dans la ligne de visée du terminal utilisateur malgré les obstacles qui entourent celui-ci. Ce ou ces satellites émettant un signal identique à celui du GPS et viennent ainsi compléter la couverture assurée par ces derniers car compte tenu de l'orbite des satellites GPS seuls 2 ou 3 d'entre eux sont visibles au-dessus de 60° d'élévation à un instant donné alors qu'il en faut au moins 4 pour obtenir une position fiable avec la précision habituelle de ce système de positionnement[4].

Le premier satellite QZS-1 destiné à valider le système et d'une masse de 4,1 tonnes a utilisé une plate-forme dérivée de l'ETS-8. Les autres satellites reposent sur la plate-forme DS-2000 développée par Mitsubishi Electric et utilisée notamment par les satellites météorologiques géostationnaires Himawari et certains satellites de télécommunications. Ils sont constitués de deux structures cubiques superposées formant un ensemble dont les dimensions sont 2,9 x 3,1 x 6,9 m. Une fois déployés les panneaux solaires portent l'envergure à 25,3 mètres.

La masse au lancement des satellites géosynchrones QZS-2 et QZS-4 est de 4 tonnes, qui se décomposent en 1 180 kg pour la plateforme, 2 450 kg pour les ergols et 370 kg pour la charge utile. Le satellite QZS-3 a besoin de plus d'ergols pour se placer en orbite géostationnaire. Sa masse est de 4,69 tonnes, dont 1 215 kg pour la plateforme, 3 000 kg pour les ergols et 475 kg pour la charge utile. La durée de vie est de 15 ans[4]^,[6]^,[5].

Les installations au sol du système QZSS comprennent une station de contrôle située à Tsukuba à 60 km au nord de Tokyo et 9 stations de suivi implantées au Japon ainsi que dans d'autres pays notamment pour les plus éloignées à Bangalore en Inde, Hawaï et Canberra en Australie[7].

Le système QZSS comprenant 4 satellites doit être entièrement déployé en 2018. Les satellites sont placés sur orbite par le lanceur japonais H-IIA.