الخصائص التقنية لنظام غاليليو (Galileo)
1 مقدمة
يتألف نظام غاليليو (Galileo) من كوكبة من 30 موقعاً ساتلياً (27 ساتلاً رئيسيّاً وثلاثة سواتل احتياطية بمدارها) مع وجود عشرة مواقع ساتلية للمستويات المدارية الثلاثة المتباعدة مباعدة متساوية والمائلة بزاوية قدرها °56. ويُرسِل كل ساتل نفس الترددات الحاملة الأربعة للإشارات الملاحية. ويتم تشكيل هذه الإشارات الملاحية بقطار بتات مُهَيكَل، يتضمن معطيات مشفرة للمعلمات التقويمية الفلكية والتوقيت، ويكون له عرض نطاق كاف لإنتاج الدقة الملاحية الضرورية دون اللجوء إلى الإرسال ثنائي الاتجاه أو التكامل الدوبلري. ويتيح هذا النظام التحديد الدقيق للمواقع في ثلاثة أبعاد وفي أي مكان في العالم على سطح الأرض أو قريباً منه.
1.1 متطلبات التردد
تقوم متطلبات التردد لنظام غاليليو على أساس تقديرٍ لمتطلبات الدقة الخاصة بالمستعمِل، واستبانة تأخر الانتشار من الفضاء إلى الأرض، وكبت تعدد المسيرات، وتكلفة التجهيزات وتشكيلاتها. وتُستعمَل أربع قنوات أولية لعمليات غاليليو: ويُرسِل كل ساتل في نظام غاليليو على نحو دائم أربع إشارات متماسكة للتردد الراديوي ولكنها إشارات قابلة للاستعمال على نحو مستقل على النطاقات (المتضمنة لأسماء الإشارات الموافقة لها بين قوسين هلاليين)، MHz 1 176,45 (اسم الإشارة E5a) وMHz 1 207,14 (اسم الإشارة E5b) وMHz 1 278,75 (اسم الإشارة E6) وMHz 1 575,42 (اسم الإشارة E1). وهنالك عدد إجمالي من عشر إشارات متعددة الإرسال ومشكَّلة تُرسَل على ثلاثة ترددات حاملة وتُقسم إلى خدمات مختلفة. وتشتمل الإرسالات الثلاثة على مكونات يمكن المقابلة بينها من أجل تقديم خدمات "تحديد المواقع/الملاحة/التوقيت" (PNT) في تشكيلات مختلفة. وتعتمد مجموعة متنوعة من تشكيلات المستقبِلات مكونة واحدة أو عدة مكونات مهيأة للتطبيقات والمتطلبات المحدَّدَة للمستعمِل. وتُشتَق كل مكونات الإشارة (الموجات الحاملة والموجات الحاملة الفرعية وشفرات قياس المسافة ومعدلات البتات للمعطيات)، على نحو متماسك، من مولد مشترك على المتن للميقاتية الذرية.
ويزيد تنوع التردد وعرض النطاق الواسع اللذان يستعملهما نظام غاليليو دقة المدى اللازمة لاستبانة تأخر الانتشار من الفضاء إلى الأرض ويُحسِّن من كبت تعدد المسيرات من أجل زيادة الدقة الكلية.
2 عرض عام للنظام
إن نظام غاليليو (Galileo) نظام فضائي مستمر يعمل في كل الأحوال الجوية لأغراض الملاحة الراديوية وتحديد المواقع ونقل إشارات التوقيت، مما يُقدِّم مواقع دقيقة إلى حد بعيد وثلاثية الأبعاد وكذا معلومات السرعة مع توفير مرجع مشترك دقيق للتوقيت لفائدة المستعمِلين المزودين بالتجهيزات الملائمة عندما يكونون في أي مكان على سطح الأرض أو قريباً منه.
ويعمل هذا النظام على أساس مبدأ التثليث المنفعِل. وتقوم تجهيزات مُستعمِل نظام غاليليو أولاً بقياس أشباه الأمدية لأربعة سواتل، وحساب مواقعها، ومُزامنة ميقاتية هذه التجهيزات طبقاً لوقت نظام غاليليو عن طريق استعمال المعطيات المستقبلَة من معلمات تقويمية فلكية ومعلمات تصحيح الميقاتية. ثم يقوم هذا النظام بتحديد الموقع ثلاثي الأبعاد للمستعمِل في نظام غاليليو المرجعي للأرض (GTRF) والنظام المرجعي الدولي للأرض (ITRS)، وبتحديد تخالف ميقاتية المستعمِل عن توقيت نظام غاليليو وذلك أساساً بحساب الحل المتآون لأربع معادلات للأمدية.
وعلى غرار ذلك، يمكن تقدير سرعة المستعمِل ثلاثية الأبعاد وكذا تخالف معدل ميقاتية المستعمِل بحل أربع معادلات لمعدلات الأمدية بعد الحصول على قياسات لمعدلات أشباه الأمدية لأربعة سواتل. وتُسمَّى هذه القياسات "أشباه" لأنها منجزة بواسطة ميقاتية مستعمِل غير دقيقة (زهيدة التكلفة) توجد في المستقبِل وتتضمن حدود ثابتة للانحياز بسبب تخالفات ميقاتية المستقبِل عن توقيت نظام غاليليو.
1.2 تطبيقات نظام غاليليو
"سلامة الحياة"
إن "خدمة سلامة الحياة" لنظام غاليليو متاحة للتطبيقات الحرجة في الطيران (ابتداء من عمليات الملاحة على الطريق إلى عمليات الاقتراب الدقيقة)، وميادين السكك الحديدية والميادين البحرية.
التطبيقات التجارية
يُقدِّم نظام غاليليو خدمة تجارية لبث المعطيات تيسيراً لتطوير التطبيقات المهنية وتقديم الأداء المعَزز مقارنة بالخدمة الأساسية، لا سيما من ناحية ضمان الخدمة.
تطبيقات الأسواق العامة
يُتيح نظام غاليليو خدمة أساسية مفتوحة وحرة تشمل أساساً تطبيقات لعامة الجمهور وخدمات ذات طابع عمومي. وتتوجه هذه الخدمة إلى مجتمعات محلية للمستعمِلين مماثلة لتلك المجتمعات التي تتوجه إليها الخدمة المعيارية لتحديد المواقع (SPS) في النظام العالمي لتحديد المواقع. وهي خدمة قابلة للتشغيل البيني مع نظام GPS.
التطبيقات الحكومية
يُتيح نظام غاليليو خدمة مشفرة خاضعة للتنظيم العمومي مقيدة الاستعمال من قبل الهيئات العمومية المسؤولة عن الحماية المدنية والأمن الوطني وإنفاذ القوانين.
3 أجزاء النظام
يتكون النظام من ثلاثة أجزاء رئيسية: الجزء الفضائي وجزء التحكم والجزء الخاص بالمستعمِل. ولكل جزء وظيفة رئيسية كالتالي.
1.3 الجزء الفضائي
يشتمل الجزء الفضائي على سواتل نظام غاليليو، التي تؤدي وظيفة نقاط مرجعية "سماوية"، تبث من الفضاء إشارات ملاحية مشفرة للوقت بدقة. وتتكون الكوكبة التشغيلية من حد أدنى قوامه 27 ساتلاً (علاوة على ثلاثة سواتل احتياطية) تدور في مدارات مدتها 14 ساعة على محور شبه رئيسي يبلغ حوالي 30 000 km. وهذه السواتل متموقعة في ثلاثة مستويات مدارية مائلة بزاوية °56 نسبةً إلى خط الاستواء. وهنالك عشرة سواتل في كل مستوى.
2.3 الجزء الأرضي
يتحكم الجزء الأرضي لنظام غاليليو في كوكبة غاليليو بكاملها، كما يُراقِب الحالة الصحية للساتل ويقوم بتحميل المعطيات لأغراض الإذاعة اللاحقة لفائدة المستعملِين. وتُحسَب العناصر الرئيسية لهذه المعطيات، وهي مزامنة الميقاتية والمعلمات التقويمية الفلكية المدارية، انطلاقاً من القياسات التي تُجريها محطات للشبكات منتشرة حول العالم.
ويُؤدِّي الجزء الأرضي الوظائف التالية:
- إدارة الكوكبة والتحكم في السواتل؛
- المعالجة والتحكم في الملاحة والتكاملية؛
- صيانة ومراقبة أداء المركبات الفضائية (TTC)؛
- الوصلات الصاعدة لتحميل معطيات المهمات.
3.3 الجزء الخاص بالمستعمِل
يتكون الجزء الخاص بالمستعمِل من كل مجموعات التجهيزات الإجمالية للمستعمِل ومعها تجهيزاتها الداعمة. وتتألف مجموعة التجهيزات النمطية للمستعمِل من هوائي، ومستقبِل/معالج لنظام غاليليو، وأجهزة حاسوبية وأجهزة دخل/خرج. وتقوم مجموعة التجهيزات بحيازة وتتبع الإشارة الملاحية انطلاقاً من كل السواتل المرئية، ثم تُحَوِّلها إلى أشباه أمدية ومعدلات أشباه أمدية، ثم تنفذ الحل لتحديد الموقع ثلاثي الأبعاد والسرعة ثلاثية الأبعاد، ثم تثبت توقيت نظام غاليليو.
4 بنية إشارة نظام غاليليو
يُقدِّم ما يلي وصفاً موجزاً لإشارات غاليليو المتاحة للاستعمال في التطبيقات الملاحية وتطبيقات التوقيت.
أ ) الإشارة E1 لنظام غاليليو
الإشارة E1 لنظام غاليليو ممركَزة على التردد MHz 1 575,42. وتتكون من ثلاثة مكونات يمكن استعمالها إما مستقلة وإما مجتمعة مع إشارات أخرى، مما يتوقف على الأداء الذي يتطلبه التطبيق. وتُقَدَّم المكونات، أساساً، للخدمة المفتوحة (OS)، و"سلامة الحياة" (SoL)، والخدمة الخاضعة للتنظيم العمومي (PRS)، وهي كلها تتضمن رسالة ملاحية. ويُشكَّل التردد الحامل E1 لنظام غاليليو بواسطة تشكيلات بنديكس المُثلى (MBOC) بالنسبة للخدمة المفتوحة وخدمة سلامة الحياة وشفرة جيب التمام BOCcos (15,2.5) بالنسبة للخدمة الخاضعة للتنظيم العمومي.
ويُعَدُّ التشكيل BOC تدبيراً لتكوين الشكل الطيفي (أي توزيع الكثافة الطيفية للقدرة مقسوم على التردد) للإشارة المرسَلَة. ويُعبَّر عادة عن الإشارات من نمط BOC بالصيغة BOC(fsub,fchip) حيث يُشار إلى الترددات كقيم مضاعفة لمعدل نبض شفرة الحيازة التقريبية C/A لنظام GPS البالغ Mchip/s 1,023.
وتُعطي المعادلة التالية الكثافة الطيفية للقدرة لإشارة الخدمة الخاضعة للتنظيم العمومي في نظام غاليليو:
حيث تكون الدالة 2 fs fc = n fs = 15 × 1,023 MHz هي تردد الموجة الحاملة الفرعية وتكون الدالة fc = 2,5 × 1,023 MHz هي معدل نبض الشفرة.
ويكون تشكيل MBOC على نحو يجعل طيف الإشارة يُساوي التالي:
حيث:
وحيث:
fs = MHz 1 × 1,023 كموجة حاملة فرعية وfc MHz 1 × 1,023 = كمعدل النبض لدالة التشكيل BOC(1,1)
fs = MHz 6 × 1,023 كموجة حاملة فرعية وfc MHz 1 × 1,023 = كمعدل النبض لدالة التشكيل BOC(6,1)
ب) الإشارة E6 لنظام غاليليو
تُرسَل الإشارة E6 لنظام غاليليو على التردد المركزي MHz 1 278,75 مع عرض نطاق قدره 40 MHz.
وتُقدِّم إشارة E6 لنظام غاليليو قناة لبث المعطيات للخدمة التجارية (CS)، وخدمة خاضعة للتنظيم العمومي (PRS)، حيث تتضمن كل منهما رسالة ملاحية. ويُشكَّل التردد الحامل E6 بواسطة شفرة للإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة BPSK(5) من أجل تقديم الخدمة التجارية. ويُشكَّل التردد الحامل E6 لنظام غاليليو أيضاً بواسطة شفرة الدالة BOCcos(10,5) من أجل تقديم الخدمة الخاضعة للتنظيم العمومي (ويتبع الطيف المستعمَل لإشارة E6 للخدمة الخاضعة للتنظيم العمومي لنظام غاليليو نفس المعادلة كتلك المستعمَلَة لإشارة E1 للخدمة الخاضعة للتنظيم العمومي الواردة أعلاه، ولكن حيث تكون الدالة MHz 10 × 1,023 = fc والدالة fc MHz 5 × 1,023 = ).
ج) الإشارة E5 لنظام غاليليو
الإشارة E5 لنظام غاليليو ممركَزة على التردد MHz 1 191,795 ويتم توليدها بواسطة التشكيل AltBOC لمعدل الموجة الحاملة الفرعية للنطاق الجانبي البالغ MHz 15,345. ويُقدِّم هذا الأسلوب فصين جانبيين.
ويُسمى الفص الجانبي الأدنى للإشارة E5 لنظام غاليليو بالإشارة E5a لنظام غاليليو، ويُقدِّم إشارة ثانية (الاستقبال مزدوج التردد) للخدمة المفتوحة (OS)، بما في ذلك رسائل المعطيات الملاحية.
ويُسمى الفص الجانبي الأعلى للإشارة E5 لنظام غاليليو بالإشارة E5b لنظام غاليليو، ويُقدم خدمة مفتوحة (OS) وكذلك خدمة "سلامة الحياة" (SoL)، بما في ذلك رسالة ملاحية تتضمن رسالة متطورة لمعلومات التكاملية.
وتُعطي المعادلة التالية الكثافة الطيفية لقدرة الإشارة المُشكَّلَة بطريقة AltBOC:
حيث:
fs = MHz 15 × 1,023 هي الموجة الحاملة الفرعية وMHz 10 × 1,023 = fc هو معدل نبض الشفرة.
5 قدرة الإشارة وأطيافها
تُساوي أدنى سوية للمستقبِل على سطح الأرض، بالنسبة لأية زاوية ارتفاع تُساوي أو تزيد عن °10، وبالاستناد إلى هوائي استقبال dBi 0 متوائم ومتناح على وجه مثالي، dBW 152− بالنسبة للإشارات E5 وE6 وE1.
6 تردد التشغيل
يُرسِل نظام غاليليو إشارات الملاحة الراديوية في أربعة ترددات تشغيلية مختلفة كالتالي:
− الإشارة E5a لنظام غاليليو: MHz 1 188-1 164.
− الإشارة E5b لنظام غاليليو: MHz 1 219-1 195.
− الإشارة E6 لنظام غاليليو: MHz 1 300-1 260.
− الإشارة E1 لنظام غاليليو: MHz 1 594-1 559.
الوصف التقني والخصائص التقنية لنظام السواتل شبه السمتي (QZSS)
1 مقدمة
يتألف نظام السواتل شبه السمتي (QZSS) من ثلاثة مواقع ساتلية مع وجود موقع ساتلي واحد لكل مستوى من المستويات المدارية الثلاثة المتباعدة مباعدة متساوية والمائلة بزاوية قدرها °45. ويُرسِل كل ساتل نفس الترددات الحاملة الأربعة للإشارات الملاحية. ويتم تشكيل هذه الإشارات الملاحية بقطار بتات محدد مسبقًا، يتضمن معطيات مشفرة للمعلمات التقويمية الفلكية والتوقيت، ويكون له عرض نطاق كافٍ لإنتاج الدقة الملاحية الضرورية دون اللجوء إلى الإرسال ثنائي الاتجاه أو التكامل الدوبلري.
1.1 متطلبات التردد
تقوم متطلبات التردد لنظام السواتل شبه السمتي (QZSS) على أساس تقديرٍ لمتطلبات الدقة الخاصة بالمستعمِل، واستبانة تأخر الانتشار من الفضاء إلى الأرض، وكبت تعدد المسيرات، وتكلفة التجهيزات وتشكيلاتها. وتُستعمَل ثلاث قنوات أولية لعمليات نظام QZSS: MHz 1 575,42 (للإشارة L1) وMHz 1 227,6 (للإشارة L2) وMHz 1 176,45 (للإشارة L5). وسوف تُضاف إشارة تجريبية (LEX) ممركزة على التردد MHz 1 278,75 (LEX).
ويُقدِّم نظام QZSS خدمة ملاحية لفائدة مناطق آسيا الشرقية وأوقيانوسيا، التي تشمَل اليابان.
2 عرض عام للنظام
إن نظام QZSS نظام فضائي مستمر يعمل في كل الأحوال الجوية لأغراض الملاحة الراديوية وتحديد المواقع ونقل إشارات التوقيت، مما يُوفر إشارات قابلة للتشغيل البيني مع النظام العالمي لتحديد المواقع (الإشارات L1 وL2 وL5) وكذا إشارة تجريبية تحمل رسالة بمعدل أعلى للمعطيات.
ويعمل هذا النظام على أساس مبدأ التثليث المنفعِل. وتقوم تجهيزات الاستقبال لمُستعمل نظام QZSS أولاً بقياس أشباه الأمدية ومعدلات أشباه الأمدية لأربعة سواتل على الأقل، وحساب مواقعها، وسرعاتها وتخالفات الوقت لميقاتياتها مع الإطار المرجعي للتوقيت عن طريق استعمال المعطيات المستقبلَة من معلمات تقويمية فلكية ومعلمات تصحيح الميقاتية. ثم يقوم هذا النظام بتحديد الموقع والسرعة ثلاثِيَيْ الأبعاد للمستعمِل في نظام الإحداثيات الديكارتي الأرضي المركزي (ECEF) والنظام المرجعي الدولي للأرض (ITRF)، وتحديد تخالف ميقاتية المستعمِل عن الإطار المرجعي للتوقيت.
3 أجزء النظام
يتكون النظام من ثلاثة أجزاء رئيسية: الجزء الفضائي وجزء التحكم والجزء الخاص بالمستعمِل. ولكل جزء وظيفة رئيسية كالتالي.
1.3 الجزء الفضائي
يشتمل الجزء الفضائي على سواتل نظام QZSS، التي تؤدي وظيفة نقاط مرجعية "سماوية"، تبث من الفضاء إشارات ملاحية مشفرة للوقت بدقة. وتعمل الكوكبة التشغيلية المؤلفة من ثلاثة سواتل في مدارات مدتها 24 ساعة بمعدل أوج (حول الأرض) يبلغ 39 970 km ومعدل حضيض (حول الأرض) يبلغ 31 602 km. ويُوضَع كل ساتل من السواتل الثلاثة في مستوى مداري منفصل خاص به حيث يكون مائلاً بزاوية °45 نسبةً إلى خط الاستواء. وتكون المستويات المدارية متباعدة مباعدة متساوية (أي أنها مطاوَرة بزاوية 120) وتكون السواتل مطاوَرة على نحو يعني أن هنالك دائماً ساتلاً مرئيّاً على زاوية ارتفاع عالية من اليابان.
وإن الساتل بمثابة مركبة مستقرة ثلاثية المحاور. والعناصر الكبرى لحمولته الملاحية الرئيسية النافعة هي معيار التردد الذري للتوقيت الدقيق، والمعالج اللازم لتخزين المعطيات الملاحية، وتجميع إشارة الضوضاء شبه العشوائية (PRN) اللازم لتوليد إشارة قياس المسافة، وهوائي الإرسال للنطاق GHz 1,2/1,6 وهو هوائي له مخطط كسب لحُزمة مُقَوْلَبَة تُشِعُّ قدرة شبه منتظمة للإشارات المرسَلة على الترددات الأربعة للنطاق GHz 1,2/1,6 لفائدة المستعمِلين المتموقعين على سطح الأرض أو قريباً منه. ويجري الإرسال مزدوج التردد (مثل الإشارتين L1 وL2) بهدف السماح بتصحيح التأخرات الأيونوسفيرية في وقت انتشار الإشارة.
2.3 جزء التحكم
يُؤدِّي جزء التحكم وظائف التتبع والحساب والتحديث والمراقبة وهي الوظائف الضرورية للتحكم في كل السواتل في هذا النظام على أساس يومي. ويتكون جزء التحكم من مركز التحكم للنظام (MCS) الموجود في اليابان حيث تُنفَّذ كل عمليات المعالجة للمعطيات، مع انتشار واسع لبعض محطات المراقبة في المنطقة وهي محطات مرئية من الجزء الفضائي.
وتقوم محطات المراقبة بالتتبع المنفعِل لكل السواتل المرئية وتقيس معطيات قياس المسافة والمعطيات الدوبلرية. وتُعالجَ هذه المعطيات في محطة التحكم المركزي من أجل حساب المعطيات التقويمية الفلكية، وتخالفات الميقاتية، وزحزحات الميقاتية، وتأخر الانتشار، ثم تُستعمَل هذه المعطيات بعد ذلك لتوليد رسائل التحميل الصاعد. وتُرسَل هذه المعلومات المحدَّثَة إلى السواتل من أجل تخزينها في الذاكرة وإرسالها لاحقاً بواسطة السواتل كجزء من الرسائل الملاحية المرسَلة إلى المستعملِين.
3.3 الجزء الخاص بالمستعمِل
يتكون الجزء الخاص بالمستعمِل من كل مجموعات تجهيزات مستقبِل المستعمِل ومعها تجهيزاتها الداعمة. وتتألف مجموعة التجهيزات النمطية لمستقبِل المستعمِل من هوائي، وحاسوب مستقبِل/معالج لنظام QZSS (وهو أيضاً متوائم مع إشارات نظام GPS)، وأجهزة دخل/خرج.
ويقوم الجزء الخاص بالمستعمِل بحيازة وتتبع الإشارة الملاحية انطلاقاً من أكثر من أربعة سواتل مرئية، تتضمن ساتلاً واحداً (أو أكثر) من سواتل QZSS، وساتلاً واحداً (أو أكثر) من نظام GPS، من السواتل المرئية، ثم تقيس أوقات انتقالها على التردد الراديوي، وأطوار إشارات التردد الراديوي، والزحزحات الدوبلرية للتردد، وتُحوِّلها إلى أشباه أمدية، وأطوار للترددات الحاملة، ومعدلات أشباه أمدية و/أو أشباه أمدية مثلثية (دلتاوية)، ثم تنفذ الحل لتحديد الموقع ثلاثي الأبعاد والسرعة ثلاثية الأبعاد، وتخالف وقت المستقبِل عن الإطار المرجعي للتوقيت.
وتتراوح تجهيزات المستعمِل من المستقبِلات البسيطة والخفيفة والمتنقلة نسبيّاً إلى المستقبِلات المتطورة التي تكون مدمَجة مع المحاسيس أو الأنظمة الملاحية الأخرى اللازمة للأداء الدقيق في البيئات عالية الدينامية.
4 بنية إشارة نظام QZSS
تتكون الإشارات الملاحية لنظام QZSS والمرسَلة من السواتل من أربعة ترددات حاملة مشكَّلَة، وهي: الإشارة L1 الممركزة على التردد MHz 1 575,42 (154 f0)، والإشارة L2 الممركزة على التردد MHz 1 227,6 (120 f0)، والإشارة L5 الممركزة على التردد MHz 1 176,45 (115 f0)، والإشارة LEX الممركزة على التردد MHz 1 278,75 (125 f0) حيث تصح المعادلة MHz f0 = 10,23. وتمثِّل الدالة f0 خرج الجهاز المرجعي للتردد على المتن الذي تُربَط به على نحو متماسك كل الإشارات المولَّدة.
وتتكون الإشارة L1 من أربع إشارات مُشكَّلَة بالإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة (BPSK) يتم إرسالها متعددة الإرسال بالتربيع. وتُشكَّل إشارتان من هذه الإشارات بواسطة شفرتي تمديد مخلفتين للضوضاء شبه العشوائية وهما تتابعان للإضافة باستخدام المقياس Modulo-2 إلى مخرجات سجلات الزحزحة للتغذية الراجعة الخطية بمعدل 10 بتات (10-bit-LFSRs) ولهما معدل ميقاتية يبلغ MHz 1,023 ويبلغ دوره ms 1. وتُضاف كل إشارة منهما باستخدام مقياس Modulo-2 إلى قطار اثنيني للمعطيات الملاحية بمعدل 50 bit/s/50 Symbol/s أو 250 bit/s/500 Symbol/s وذلك قبل التشكيل بطريقة الإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة. أما الإشارتان الأخريان فتُشكَّلان بواسطة شفرات تمديد مختلفة تتسم بمعدل ميقاتية MHz 1,023 وبإشارتين مربعتين متماثلتين لهما معدل ميقاتية 0,5115 MHz. ويُضَاف قطار المعطيات باستخدام مقياس Modulo-2 إلى إحدى هاتين الإشارتين.
أما الإشارة L2 فهي مُشكَّلَة بطريقة الإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة مع شفرة تمديد L2C. وللشفرة L2C معدل ميقاتية MHz 1,023 مع شفرتين بديلتين للتمديد لهما معدل ميقاتية MHz 0,5115: وهما الشفرة L2CM بدور ms 20 والشفرة L2CL بدور ms 1,5. ويُضَاف قطار المعطيات بمعدل 25 bit/s/50 Symbol/s باستخدام مقياس Modulo-2 إلى الشفرة قبل تشكيل الطور.
وتتكون الإشارة L5 من إشارتين مُشكَّلَتين بطريقة الإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة (أي الإشارة I والإشارة Q) المرسلَتان بتعدد الإرسال التربيعي. وتُشكَّل الإشارتان في كل من I وQ بواسطة شفرتي تمديد مختلفتين للإشارة L5. ولكل من شفرتي التمديد للإشارة L5 معدل ميقاتية MHz 10,23 ودور ms 1. ويُرسَل قطار اثنيني للمعطيات الملاحية بمعدل 50 bit/s/100 Symbol/s على القناة I ولا تُرسَل أية معطيات على القناة Q (أي أنها إشارة "دليلة"، خالية من المعطيات).
وتُشكَّل الإشارة التجريبية LEX كذلك بواسطة الإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة. وتُستعمَل مجموعة صغيرة من تتابعات شفرة كازامي (Kasami) الاثنينية لشفرة التمديد التي تتسم بمعدل ميقاتية MHz 5,115.
5 قدرة الإشارة وأطيافها
تستعمِل سواتل QZSS هوائي بحزمة مُقَوْلَبَة تُشع قدرة شبه منتظمة لفائدة مستعملي هذا النظام. وتكون الإشارات المرسَلَة مستقطَبة دائريّاً مُيَامِنة مع إهليلجية أفضل من dB 1,2 للإشارة L1 وأفضل من 2,2 dB للإشارات L2 وL5 وLEX. وتُحَدَّد قدرات الإشارات المستقبَلَة للمستعمِل (URPs) بالنسبة لزوايا الوصول للسواتل الأكبر من °10 بموجب افتراض استعمال هوائي استقبال باستقطاب دائري مُيَامِن dBi 0.
ويرد وصف أدنى القدرات المضمونة للإشارات المستقبَلَة للمستعمِل (URPs) بالنسبة للإشارات L1 وL2 وL5 وLEX في الجداول 6 و7 و8.
6 التردد التشغيلي
للنظام QZSS إشارة L1 تعمل في جزء من النطاق MHz 1 610-1 559، وإشارة L2 وإشارة LEX تعملان في جزء من النطاق MHz 1 300-1 215 وإشارة L5 تعمل في جزء من النطاق MHz 1 215-1 164، وهو جزء مُعيَّن لخدمة الملاحة الراديوية الساتلية (RNSS).
7 وظائف القياس عن بعد
لا توجد حاجة تستدعي نظام QZSS لتشغيل إشاراتٍ للقياس عن بعد في النطاقات MHz 1 215-1 164 وMHz 1 300 1 215 وMHz 1 610-1 559.
8 معلمات الإرسال لنظام QZSS
لما كان نظام QZSS يُرسِل الإشارات الملاحية لخدمة الملاحة الراديوية الساتلية من الفضاء إلى الأرض في أربعة نطاقات، ترد معلمات الإرسال لنظام QZSS في أربعة جداول أدناه تمثل النطاقات الأربعة لخدمة الملاحة الراديوية الساتلية التي يُرسِل فيها نظام QZSS الإشارات الملاحية.
1.8 معلمات الإرسال للإشارة L1 في النظام QZSS
سوف يُشغِّل نظام QZSS عدة إشارات في النطاق MHz 1 610-1 559 لخدمة الملاحة الراديوية الساتلية (RNSS). وتشمل هذه الإشارات مكونة الحيازة التقريبية L1 C/A والمكونة L1C ومكونة تعزيز صنف القياس الجزئي مع وظيفة التكاملية L1 SAIF. ولم تُستكمَل بعد معلمات الإشارة L1C، ولذلك فإن قيم الإشارة L1C المبينة في الجدول 6 قابلة للتغيير.
الملاحظة 1 - بالنسبة لمعلمات خدمة الملاحة الراديوية الساتلية (RNSS) في نظام QZSS، تشير الدالة BPSK-R(n) إلى تشكيل الإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة باستعمال نبضات مربعة بمعدل تنبيض يبلغ (Mchip/s) n 1,023. وتُشير الدالة BOC(m,n) إلى تشكيل اثنيني للتردد الحامل المتخالف بتخالف التردد الحامل (MHz) m 1,023 ومعدل تنبيض (Mchip/s) n 1,023.
الملاحظة 2 - تفترض أدنى قدرة مستقبَلَة لنظام QZSS أن أدنى كسب لهوائي الاستقبال يتم عند زوايا تبلغ °10 أو أكثر فوق مستوى أفق الأرض من منظور سطح الأرض.
2.8 معلمات الإرسال للإشارة L2 في النظام QZSS
سوف يُشغِّل النظام QZSS إشارتين في النطاق MHz 1 300-1 215. وتتضمن هاتان الإشارتان L2C وLEX.
الملاحظة 1 - بالنسبة لمعلمات خدمة الملاحة الراديوية الساتلية (RNSS) في نظام QZSS، تشير الدالة BPSK-R(n) إلى تشكيل الإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة باستعمال نبضات مربعة بمعدل تنبيض يبلغ (Mchip/s) n 1,023.
الملاحظة 2 - تفترض أدنى قدرة مستقبَلَة لنظام QZSS أن أدنى كسب لهوائي الاستقبال يتم عند زوايا تبلغ °10 أو أكثر فوق مستوى أفق الأرض من منظور سطح الأرض.
الملاحظة 1 - بالنسبة لمعلمات خدمة الملاحة الراديوية الساتلية (RNSS) في نظام QZSS، تشير الدالة BPSK-R(n) إلى تشكيل الإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة باستعمال نبضات مربعة بمعدل تنبيض يبلغ (Mchip/s) n 1,023.
الملاحظة 2 - تفترض أدنى قدرة مستقبَلَة لنظام QZSS أن أدنى كسب لهوائي الاستقبال يتم عند زوايا تبلغ °10 أو أكثر فوق مستوى أفق الأرض من منظور سطح الأرض.
3.8 معلمات الإرسال للإشارة L5 في النظام QZSS
سوف يُشغِّل النظام QZSS إشارتين ملاحيتين في النطاق MHz 1 215-1 164 لخدمة الملاحة الراديوية الساتلية (RNSS). وتعمل هاتان الإشارتان وهما L5I وL5Q بالتربيع وتُرسَلان بقدرة متساوية. وتُعد الإشارة L5Q خالية من المعطيات (وتُسمى أيضاً قناة "دليلة"). أما الإشارة L5I، من ناحية أخرى، فهي إشارة تحمل معطيات ملاحية تُقدِّم معلومات التوقيت والملاحة وتحديد المواقع.
الملاحظة 1 - بالنسبة لمعلمات خدمة الملاحة الراديوية الساتلية (RNSS) في نظام QZSS، تشير الدالة BPSK-R(n) إلى تشكيل الإبراق بزحزحة الطور ثنائي الحالة باستعمال نبضات مربعة بمعدل تنبيض يبلغ (Mchip/s) n 1,023.
الملاحظة 2 - تفترض أدنى قدرة مستقبَلَة لنظام QZSS أن أدنى كسب لهوائي الاستقبال يتم عند زوايا تبلغ °10 أو أكثر فوق مستوى أفق الأرض من منظور سطح الأرض.