为什么日本城市交通线路看似混乱，但事实效率却如此之高？

抛开历史因素，对日本感触最深的是它个秩序国家。这并不是说在日本所有人都遵守秩序，但至少这个比例相当高。

如果你第一次看东京的轨道交通图你一定很崩溃，但是你在相关app上会发现日本的地铁和公交车是非常准时的。这同样是遵守秩序的一个例子，大家齐心协力的维护这个默契，就会营造一种良性循环。

任何的交通路线都是提供给人用的，公路上不乱超车别车加塞，就能提高很大的通行速度，地铁调配得当也是一种能力！一句话汽车司机素质高，地铁调度能力高！好像我们自己的铁路调度也很厉害的

日本有没有像美国GPS或者中国北斗这样的定位导航系统？

日本没有和美国GPS以及中国北斗卫星导航系统这样的定位导航系统，但是日本有一个区域性的QZSS(准天顶卫星系统)。

中国的北斗卫星导航系统和美国GPS系统属于全球卫星导航系统。美国的GPS系统，是第一个实现可以全球给设备提供定位功能的卫星系统。除了美国的GPS系统之外，还有中国的北斗卫星导航系统、俄罗斯的格洛纳斯系统、欧洲的伽利略系统是可以提供全球的信号覆盖的系统。

日本的卫星定位系统被称为QZSS。日本也有自己的卫星定位系统，但是它和上述的四家卫星系统是有区别的。日本的QZSS由3颗倾斜同步轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星组成，它可以覆盖东亚以及大洋洲地区，属于地区性的卫星系统。

QZSS其实是不能单独工作的，可以看成是美国GPS系统的增强和补充。QZSS和美国GPS、中国的北斗卫星导航系统等这些全球定位系统是不一样的，它主要的功能是给美国GPS系统进行增强和补充，还可以提供告警功能。

GPS系统，实现定位和授时功能，终端需要至少搜索到四颗GPS卫星的广播信号，而在一些城市区域，由于卫星信号可能被建筑物等阻挡，无法搜索到四颗GPS卫星系统的时候，还有QZSS卫星提供补充的卫星系统，以实现这种定位功能。

同时QZSS卫星还可以提供一些测距校正资料，以实现区域内的定位精度的提升。

总而言之，日本有自己的QZSS，但是它是不能独立工作的，属于美国GPS系统的补充，而且也只能提供给部分区域使用，不是一个全球性的系统。

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日本有自己的导航系统准天顶星导航系统QZSS。不仅有，而且很先进！

目前，日本的导航系统是区域性导航覆盖范围在于日本本土和西太平洋地区，他们计划在2023年再发射3颗卫星，这样就能形成自己的全球导航系统。

很多时候我们看日本带着太多的民族情绪，而拒绝正式问题的本相，这样盲目对抗很危险，知己知彼才是正道。

下面我们来具体看看日本的导航系统是怎么样的，性能和应用到底发展到什么程度。

国际上主要导航系统目前属于4+2状态，4个全球导航系统GNSS，2个区域导航系统。

目前，全球性导航系统目前一共有四个。

美国的GPS（目前正在加紧三期建设）俄罗斯的格洛纳斯导航系统GLONASS（目前也在部署新的卫星）欧洲的伽利略导航系统Galileo（目前正在扩大其卫星的全球覆盖范围），中国的北斗导航系统BDS（目前刚刚完成北斗三号最后一颗卫星的发射，形成了共计55颗导航卫星的组网。）另外，还有两个区域性导航系统，

日本准天顶星导航系统QZSS印度NAVIC，基本完成了其初期建设，可以使用。安卓手机用户可以通过Cellular-z这个免费软件查看自己所在地的卫星覆盖情况，苹果用户就算了，苹果拒绝开放信息提取权限，所以苹果商店没有这个软件。

日本准天顶星导航系统QZSS概况准天顶卫星系统（日语：准天顶卫星システム，英文：Quasi-Zenith Satellite System；缩写：QZSS）是以三颗人造卫星透过时间转移完成全球定位系统区域性功能的卫星扩增系统。

2002年11月1日，日本政府在2002授权，由先进空间商业公司（Advanced Space B准usiness Corporation）开始发展准天顶卫星系统。这个团队包括三菱电机、日立、伊藤忠商事、日本电气、三菱商事、丰田汽车等59家相关企业、和全球导航卫星系统技术公司（GNSS Technologies Inc）。

“天顶”卫星系统的总费用约为2000亿日元，民间企业将负担1500亿日元左右。然而，由于所需资金庞大，这项工作于2007年由卫星定位研究与应用中心（Satellite Positioning Research and Application Center ）接手。卫星定位研究与应用中心由日本政府文部科学省、总务省、经济产业省和国土交通省四个部门组成。也就是民退国进。

日本的准天顶星导航系统计划未来共配置7颗卫星，并且可以与GPS兼容使用，提供基于GPS的增强型服务，以此提供覆盖日本本土以及西太平洋地区的卫星导航服务。

2018年11月1日，日本官方宣布准天顶星导航系统开启运营服务，可提供基于GPS亚米级增强定位服务（精度可达1～2米）以及厘米级定位增强服务（静止精度6～12厘米，移动精度可达12～24厘米）。该定位已经达到世界顶级水平。准天顶星导航系统QZSS主要服务内容QZSS主要作用于以下几个方面

交通导航，铁路运营，精准农业机械化，精准建筑，智能设备应用，信号增强服务CLAS，MADOCA;以及特色服务DC报告， Q-ANPL。总结说，就是三个方向，GPS系统补充，GPS导航精度增强，灾难告警，安全确认服务。

QZSS的3大方向的具体应用1.GPS导航信号的补充

很多人会觉得日本作为一个岛国年纪不大，并且是美国的跟班之一，既然有了GPS为什么还要有自己的导航系统？

日本这个岛国的地形是四面环海，岛内地形以丘陵为主，这就导致了日本城市内高楼密集，道路密度较大。GPS信号容易被密集的大型建筑阻挡，从而导致导航精度下降。

随着QZSS卫星数量的增加，有效减少了电离层误差，改善了几何定位因子，因此能做到基于GPS的亚米级增强型定位。甚至厘米级的定位。

定位通常需要4颗卫星，QZSS卫星的加入确保了至少有一颗卫星的信号是稳定可靠的，然后再叠加GPS卫星信号，就能使导航更为稳定，精准，快捷。

下图是在第一颗QZSS卫星发射后，东京地区某街道某时刻使用卫星定位的可用性。绿色是仅仅依靠GPS系统能定位的地方，蓝色是依靠GPS+QZSS后能定位的地方。整个区域，在加入一颗QZSS卫星后，定位可用时间从39.5%提升到了69.1%。其实，对于整个QZSS系统建成后，日本领土内对GPS的可用性能够从90%提升到GPS+QZSS的99.8%。

2.导航信号增强服务

QZSS系统共发射6路服务信号：L1 C/A、L1C、L2C、L5、L1 SAIF、LEX，可以看到，其发射的信号频率和形状与GPS和Galileo是类似的。

QZSS兼容GPS的增强信号可以给日本提供更高精度，更好稳定性的导航，尤其是其L6频段信号，他能广泛应用与个人通信，汽车，铁路，建筑，农业等领域。

亚米级定位增强 QZSS的L1 SAIF服务是Submeter-class Augmentation with Integrity Function的意思，也就是能够提供米级别的定位精度增强服务。与美国的广域增强系统WAAS一样，QZSS通过卫星播发一些卫星星历、钟差、电离层校正信息，使得日本境内用户定位精度从只依靠GPS时的10米提升到1米左右。厘米级定位增强 QZSS还在L6和L6E频段，1278.75MHz这个频点播发L-band Experiment信号，即LEX信号。该信号速率达到2000bps，而GPS信号的信息速率是50bps，L1 SAIF信号的信息速率是250bps，LEX信号能够提供更多误差校正信息，使得用户的定位精度达到厘米级，可用于无人驾驶、测绘，精准农业等行业。在具体使用上，日本建筑行业 行业内支持QZSS ClAS（厘米级增强）服务，通过支持该服务的地面控制站产生的测量信息，在没有移动网络的情况下，现场施工的机械可以根据图纸进行厘米级精度的施工。

精准农业应用，原理与建筑工业上的应用一样，通过厘米级增强定位服务，操作农业机械进行工作，这就使大型农场的无人化管理变成了现实，这也是日本应对人口老龄化以后农业就业人员减少而提出的应对方法。

QZSS信号增强业务的验证和发展趋势

厘米级信号增强服务的验证QZSS在L6D、L6E频段上广播厘米级星基增强服务（CLAS & MADOCA）实验信号，系统示意图如下：

日本有1300多个CORS站，利用这个网络建立星基增强系统，可实现境内超快固定（1分钟内）的PPP-RTK定位。

用户端使用PPP-RTK定位获得高精度位置，据日本三菱公司材料，目前其路测实验精度为：平面方向12cm@95%（两倍中误差），

官方提供了开源项目CLAS Test Libray ,有实现代码和数据样本，有兴趣的可自行验证。

除了CLAS，QZSS还在L6E频段上广播厘米级星基增强服务（MADOCA）信号，与CLAS的区别是，这是面向全球的星基增强服务（简单说就是缺少区域格网改正信息），从测试数据来看，收敛时间约为30分钟，收敛精度5厘米，目前MADOCA提供的PPP服务是利用全球100多个CORS站生成。

目前MADOCA服务区域参考下图，黄色圆圈区域（由QZSS 2/3/4号卫星播发）

据其计划，2023年将再发3颗QZSS卫星，到时候即可服务全球。

3.灾难告警和安全确认业务

准天顶星导航系统的设计目的和特色服务还有两个方向，

灾害危机管理卫星服务，简称DC报告，比如地震，海啸，山火爆发时提供警报，一旦发生灾难，其预警信息将发送到公共建筑和道路公共设置（路灯，交通灯，甚至自动售卖机都可以支持该应用）安装的接受预警设备上，并通过设备上的扬声器连续发出警报。安全确认服务Q-ANPL，这个使用场景是灾难发生后，通信设备无法使用，个人可通过安全确认服务发送邮件给亲人或其他人求救，邮件中可附带定位信息。QZSS可以覆盖日本近海海域并提供响应服务，以应对船只出海遭遇海啸，台风灾害。可能很多人印象中，日本的QZSS还只是一颗提供亚米级RTD定位的SBAS卫星而已，事实上，这两年QZSS发展很快，某些方面甚至已经走在了四大卫星导航系统的前面。日本的这种低调做事的态度也值我们关注和正视。

我在整理资料时有些信息让我很有触动，包括QZSS的精准农业，建筑工业的应用就非常值得我们借鉴推广，我们在黑龙江和新疆也有类似项目在推进，但仍属于起步阶段;也包括他们的厘米级信号增强定位服务，都已经在工农业上得到使用，而且还计划扩展到全球范围，这种视角和趋势也值得我们注意。

当然还有很多值得讨论的地方，篇幅有限不能完全展开，也希望有机会评论区见！