準天頂衛星システム
衛星測位において、利用者の受信機の位置を測定するためには、4機以上の人工衛星から信号を受信することが必要であり、高精度な測位には、8機以上からの受信が望ましい。
しかし、日本では山間部や、高層建築物が立ち並ぶ都市部が多く、平地が少ないため、低仰角の人工衛星から信号を受信することが出来ず、現状のGPS衛星のみでは見通しが遮られ、利用者位置から見た可視衛星数が少なくなり、測位精度が落ちたり、不可能となる場合がある。
仮に、現在30機程度を運用中のGPSに対して、GPS衛星もしくはGPS互換衛星を10機程度追加すれば、可視衛星が増えることが期待され、測位が可能となる場合が増えるが、現在数以上の人工衛星を既存のGPSに追加することは、アメリカ合衆国連邦政府自身にとって費用対効果が悪く、実現の見込みは薄い。地球全周をその対象とするGPSに対して、日本列島からは利用できない位置の衛星が多いため、効率的ではない。
日本の準天頂衛星システムは、GPS衛星とは異なる軌道を持たせて常時可視衛星を増加し、高精度の測位を可能とするために、準天頂衛星を3機以上用意して、日本の真上を通る軌道から測位信号を送信することで、地上から高仰角で観測できる準天頂衛星を、常時1機以上は見通せることができるようにする。
2006年8月 - 11月に宇宙開発委員会で、変更後の開発目的・方針等が改めて審査されて了承された。
2007年4月3日にJAXAは、GPS衛星や準天頂衛星の信号が届かない屋内でも測位できる屋内GPS技術としてIMES方式を考案し、NTTドコモ、日立製作所、測位衛星技術、新衛星ビジネス (ASBC) らと共同で地下駐車場における実証実験に成功したと発表した。
2007年8月2日に民間会社の新衛星ビジネス (ASBC) は解散し、財団法人衛星測位利用推進センターが後継した。2010年9月11日に技術実証のための準天頂衛星初号機みちびき (QZS-1) が打ち上げられた。
2013年3月29日に政府は、準天頂衛星2機、静止軌道衛星1機などの開発、製造を三菱電機に発注した。2017年から打ち上げ2019年から「みちびき」と併せ4機体制で運用し、24時間利用可能とする。
2017年6月、8月、10月にみちびき2号機、3号機、4号機をそれぞれ打ち上げ、2018年4月からのサービス開始にむけた試験運用を順次開始した。
2018年3月2日に、11月からサービスを開始すると発表したが事実上の延期で、NECによる地上系システムの開発の遅れが原因と見られる。
2018年6月5日に、6月2日に3号機でL5S信号の送信信号増幅部のスイッチに異常動作が確認されたため、同様のスイッチを使う2 - 4号機の試験信号の送信を一時停止したと発表した。9月8日、信号の送信が再開されることを発表。衛星上で放電現象が生じL5SとL1信号のスイッチが動作しなくなっており、3号機のL1信号は当初予定より低い出力で送信される。
2018年11月1日にサービスを開始した。
またGPS補正に関しては、現在でも地上局からの補正を併用するDGPSや、静止衛星からGPSの補完・補強を行うWAASやMSAS、EGNOSというプロジェクトも実用化されており、特にMSASは日本が打ち上げたひまわり6・7号により行われるGPS補強システムであるが、例としてMSASは航空機向けのディファレンシャルGPS機能を提供し精度は数メートル程度に留まる。またMSASに使用される衛星のうち2016年末にMTSAT-1Rが運用を終了、残る1機のMTSAT-2だけで運用しておりMSAS自体サービス縮小の方向でもあり、2020年頃から代替としてQZSSの静止軌道衛星からGPS補強システムとして配信する予定である。
人工衛星から直接電波が届かず測位できない地下街や屋内での測位を可能とするために、GPSの信号を中継する機器をビルの屋上に設置することで、ビルの谷間でも測位を可能とするスードライト(疑似衛星)が現在研究されている。準天頂衛星システム自身においても、地上補完システムとしてIndoor MEssaging System (IMES) が考案され、衛星の電波が届かない屋内や地下街は、IMES送信機によって補完するようにIS-QZSSの仕様書で提案されている。
みちびき3号機は、2017年8月11日に種子島宇宙センターから打ち上げる予定であったが、天候不良により8月12日に延期し、ロケットのヘリウム気蓄器からガスが漏洩する不具合により再度延期し、8月19日14時29分00秒にH-IIAロケット35号機 (204) により打ち上げた。3号機は1・2・4号機と異なり、静止軌道へ投入して静止衛星で運用するほか、災害時に使用する衛星安否確認サービス用のSバンドアンテナが付加され、2・4号機より700kg重くなっている。増幅部のスイッチの異常により、L1信号は予定より低い送信出力で運用される。