GPS и ей подобные системы (отечественная ГЛОНАСС, а также проектируемые европейская Galileo, китайская BeiDou/COMPASS, индийская IRNSS и другие), вообще говоря, устроены весьма просто. Весь фокус — в очень точных часах, размещённых на спутниках и в приёмнике: каждый спутник постоянно транслирует в эфир точное время, а наблюдатель, оценив, сколько наносекунд потребовалось сигналу, чтобы добраться от спутника до данной точки пространства, и зная, где находился каждый спутник в конкретный момент, определяет своё местоположение.
До 2000 года Соединённые Штаты принудительно занижали точность сигналов GPS, доступных гражданским пользователям: нацбезопасность прежде всего! Со временем от этой порочной практики в значительной степени отказались, но точность позиционирования отнюдь не выросла до бесконечности — и даже в лучшем случае, без привлечения дополнительных средств, составляет единицы метров для всех GPS-подобных систем.
Обусловлено это множеством сопутствующих негативных факторов. Точные часы по-прежнему весьма дороги и громоздки. Спутники движутся вокруг Земли отнюдь не по математически гладким орбитам, а слегка колеблясь, и предсказать эти колебания практически невозможно. Наконец, радиосигнал от спутника, проходя через атмосферу, неизбежно и непредсказуемо преломляется (особенно в ионосфере). Всё это заметно влияет на точность определения координат.
Но здесь-то и пригодятся вышеупомянутые наземные станции. Авторы QZSS планируют покрыть Японию сетью из 1 200 жёстко привязанных к координатной сетке автоматических приёмопередатчиков, каждый из которых будет оценивать качество прохождения сигналов GPS в данной конкретной точке пространства-времени, формировать поправку на условия в верхних слоях атмосферы и прочие помехи, отправлять её спутникам QZSS, а уже те — ретранслировать её обратно на землю, потребителям. Учтя реалтаймовую QZSS-поправку для текущего района на своём устройстве, потребитель сможет узнать свои координаты с точностью до 3 сантиметров по вертикали и сантиметра с небольшим по горизонтали.
Оригинальное и очень красивое решение, правда? На самом деле придумали его не в Японии и не вчера: подобные, хоть и не в точности такие, системы называют системами дифференциальной коррекции (GNSS augmentation); они в ходу у специальных служб (в частности морских) уже много лет и позволяют довести точность геопозиционирования до десятков сантиметров. Заслуга японцев в другом: благодаря постоянно висящему в зените одному из спутников QZSS будет пригодна для использования в тяжёлых условиях плотной городской застройки, а также в гористой местности (что актуально для Страны восходящего солнца).