Меню

Beidou что это такое – Китайская навигационная система Бэйдоу. Американцам придётся потесниться

Содержание

Что такое навигационная спутниковая система BeiDou? Чем она отличается от GPS?

Китайское космическое управление (КНКА) не является ни старейшим, ни крупнейшим космическим агентством мира, но вот-вот совершит подвиг, которого в прошлом добивались лишь немногие: создаст полнофункциональную глобальную навигационную спутниковую систему или GNSS.

GNSS — это просто спутниковая навигационная система, предоставляющая различные геопространственные услуги на глобальном уровне. На сегодняшний день функционируют только две такие системы — американская GPS и Российская ГЛОНАСС.

Мы почти уверены, что большинство наших читателей хорошо осведомлены о GPS или системе глобального позиционирования и ее чуть менее популярном конкуренте ГЛОНАСС, но звучит ли для вас название BeiDou как-нибудь? Для тех, кто не знает, BeiDou (BDS) — лучшая система спутниковой навигации в Китае, которая управляется исключительно CNSA.

Считается, что идея такого масштабного проекта впервые была задумана в 1980-х годах китайским правительством в ответ на американские достижения в области военно-космических технологий. Бэйдоу получил свое название от астеризма Большой Медведицы, группы ярких звезд, расположенных в созвездии Большой Медведицы.

Как и GPS, ГЛОНАСС, Galileo и другие навигационные системы, которые в настоящее время разрабатываются, конечной целью BeiDou является предоставление своих услуг во всем мире с большей точностью (по сравнению с другими GNSS).

Чтобы достичь этого, весь проект был тщательно организован в три этапа; первый этап (BeiDou-1) начался в 2000 году, второй этап в 2007 году и третий заключительный этап в 2015 году. Ожидается, что навигационная спутниковая система BeiDou начнет действовать в глобальном масштабе примерно в 2020 году.

Проще говоря, BeiDou является китайской версией GPS, но в региональном масштабе (по крайней мере, на данный момент). Это всего лишь вторая региональная навигационная система, работающая в Азии, другая — NAVIC (принадлежит Индии). Если все пойдет хорошо, китайская компания BeiDou будет конкурировать с ГЛОНАСС и GPS на глобальном уровне.

Сравнение орбит различных спутниковых систем, включая BeiDou-2 (COMPASS)

Первый и исследовательский этап навигационной спутниковой системы BeiDou стартовал 30 октября 2000 года с запуска спутника BeiDou-1A. За ним последовали BeiDou-1B и BeiDou-1C, которые были запущены 20 декабря 2000 г. и 25 мая 2003 г. соответственно.

Успешное развертывание всех трех спутников BeiDou ознаменовало первоначальный успех проекта. Резервный спутник (BeiDou-4D) также был запущен позднее в случае чрезвычайной ситуации.

Интересно отметить, что все четыре спутника BeiDou-1 были размещены на геостационарной орбите (GEO), а не на средней околоземной орбите (MEO), как в случае с GPS и ГЛОНАСС.

Используя свои спутники на геостационарной орбите, BeiDou-1 исключил необходимость в большом созвездии спутников, однако он также ограничил максимальную площадь (на Земле), которую он может охватить. Его эффективная зона охвата составляла от 70 ° до 140 ° восточной долготы и от 5 ° до 55 ° северной широты. BeiDou-1 был полностью снят с производства в 2012 году.

Сравнение площади, покрытой изображениями BeiDou-1 и BeiDou-2: BeiDou.gov.cn

С другой стороны, еще в 2008 году один приемник BeiDou-1 стоил около 2929 долл. США (20 000 юаней), что почти в 10 раз дороже, чем терминал GPS в то время. Цена была безумно высокой, как сообщается, из-за дорогостоящих импортируемых микрочипов. Как только они начали производство чипов внутри страны, их цены упали.

Второй этап навигационной системы BeiDou, BeiDou-2, также известный как COMPASS, был представлен в 2007 году как значительное обновление по сравнению с предыдущей системой. До 2008 года китайский навигационный аппарат предоставлял свои услуги только военным и другим соответствующим правительственным учреждениям Китая, но был доступен для гражданского и коммерческого использования.

На этом этапе развернуто в общей сложности 19 спутников (два из которых в настоящее время выведены из эксплуатации) с одним спутником, который должен быть запущен в 2019 году. На начальном этапе КОМПАСС обеспечил заявленную точность позиционирования в 25 метров, но после ввода в эксплуатацию большего числа спутников она была существенно улучшена.

Новая система полностью вступила в строй в декабре 2011 года и к концу 2012 года открыла свои услуги по определению местоположения и навигации для других стран Азиатско-Тихоокеанского региона. В настоящее время протяженность покрытия «БейДоу» составляет от 55°в.д. до 180°в.д. и от 55° ю.ш. до 55° с.ш.

Точность и частоты

Как и GPS и Galileo, BeiDou предоставляет свои услуги на двух разных уровнях — свободно доступный сервис для гражданского использования и ограниченный вариант для военных. Гражданская служба имеет точность отслеживания местоположения 10 метров и точность синхронизации часов 10 наносекунд.

С другой стороны, ее услуги с ограниченным доступом имеют гораздо более высокую точность отслеживания 10 сантиметров и обладают расширенными возможностями передачи данных. Доступ к каналу ограниченного доступа BeiDou на сегодняшний день предоставляется только китайским и пакистанским вооруженным силам. Сигналы дальнего действия BeiDou основаны на методе множественного доступа с разделением кода (CDMA).

Частотное распределение GPS, Galileo и BeiDou 2 (компас)

BeiDou-2 имеет четыре признанных полосы частот: E1, E2, E6 и E5B (показаны красными полосами на рисунке выше). Как видно, все четыре его полосы пересекаются с полосами Галилея. Хотя эти типы перекрытий в определенной степени полезны (он может решить проблемы, связанные с проектированием приемника или наземного терминала), они в основном создают серьезные проблемы, такие как помехи сигнала.

Существует высокая вероятность того, что, если обе навигационные системы будут работать одновременно в одинаковых условиях, они будут испытывать сильные помехи, особенно в диапазонах E1 и E2, которые в настоящее время выделены для государственной службы Galileo.

Однако во избежание конфликтов такого типа Международный союз электросвязи (МСЭ) имеет универсальный закон «первым пришел — первым обслужен», который предоставляет права на определенную частоту нации, которая начинает вещание в ней первым. Любая последующая страна-пользователь, желающая использовать эту частоту, должна будет получить разрешение от страны-владельца до ее использования. Таким образом, обе стороны могут обеспечить отсутствие помех для их трансляции.

Теперь почти наверняка китайская BeiDou-2 начнет передачу в вышеупомянутых спорных полосах перед спутниками Galileo и, таким образом, получит основные права на эти частоты.

БейДоу-3

30 марта 2015 года Национальное космическое управление Китая (CNSA) инициировало третью фазу навигационного спутника BeiDou, когда был запущен первый спутник BDS-3 из космического центра Сичан, расположенного в провинции Сычуань. Всего на этом этапе планируется ввести в эксплуатацию 35 спутников, из которых 19 уже находятся на своих соответствующих орбитах.

BeiDou-3 настроен на внедрение новых полос частот; B1C / B1I / B1A (1575,42 МГц), B2a / B2b (1191,795 МГц), B3I / B3Q / B3A (1268,52 МГц), включая тестовую частоту Bs (2492,028 МГц).

Из общего числа 35 спутников 27 являются спутниками на средней околоземной орбите (MEO), 5 спутников с наклонной геосинхронной орбитой (IGSO) и 3 спутника на геостационарной орбите (GEO). Эти спутники также имеют возможности SAR (радар с синтезированной апертурой) и SBAS (спутниковая система дополнения), аналогичные GPS и ГЛОНАСС.

Коммерческое использование BeiDou

Навигационная спутниковая система BeiDou имеет коммерческий успех в Китае. По сообщению China Daily, BDS помогла различным частным и государственным фирмам, таким как China Aerospace Science and Industry Corp и AutoNavi Holdings Ltd, получить доход в размере более 31 миллиарда долларов (200 миллиардов юаней) в 2015 году. В статье также указывалось, что эта цифра может достичь до 400 млрд юаней к 2020 году.

С 2013 года многие производители мобильных телефонов в Китае сделали свои продукты совместимыми с навигационной системой BeiDou. Миллионы коммерческих транспортных средств, тысячи рыболовных судов (в Китае) также были оснащены системой BDS, и в ближайшие годы она с большей вероятностью получит клиентскую базу.

Как вы, наверное, знаете, все больше и больше мобильных устройств теперь оснащаются технологиями GPS и ГЛОНАСС для лучшего обслуживания покрытия и определения местоположения, поэтому, вероятно, BeiDou станет вопросом времени.

Чем BeiDou отличается от GPS

Спутниковая навигационная система, несомненно, является одной из важных технологий, которую сегодня может иметь любая страна, и она еще более ценна для Китая, учитывая его нынешнюю геополитическую и экономическую позицию по отношению к США.

Имея GPS под своим контролем, армия США может эффективно деактивировать свои услуги в любом регионе земного шара, поэтому многие страны разрабатывают свои независимые системы, похожие на GPS.

Разница между ними невелика, кроме точности. GPS имеет группировку из 31 спутника, в то время как новый BeiDou будет иметь около 35 спутников. Когда спутниковая навигационная система «БейДоу» будет полностью введена в эксплуатацию (к 2020 г.), ожидается, что она будет предоставлять более точные услуги по определению местоположения, чем GPS.

Еще в 2016 году утверждалось, что китайская система достигнет миллиметровой точности (после постобработки), а это значит, что она будет в десять раз точнее, чем самые точные уровни GPS.

Территория, охваченная WAAS (Глобальная система дополнения). Изображение предоставлено Федеральной авиационной администрацией США.

В Соединенных Штатах, Канаде и Мексике GPS часто используется с навигационным помощником, известным как система WASS (Wide Area Augmentation), которая значительно повышает точность GPS на североамериканском континенте.

Согласно gps.gov, американская система сможет обеспечить точность позиционирования в реальном времени с точностью до нескольких сантиметров и измерять расстояния на миллиметровых уровнях с помощью высококлассных приемников и передовых методов, таких как кинематика в реальном времени. В настоящее время ВВС США вместе с Lockheed Martin работают над GPS III, седьмым поколением спутников GPS.

Хотя общеизвестно, что точность GPS по вертикали намного хуже по сравнению с его обслуживанием в горизонтальной плоскости, его уровни точности на обоих компонентах все еще выше, чем у BeiDou (25 метров по горизонтали и 30 метров по вертикали).

Однако, согласно статье в китайском журнале «Аэронавтика», BDS может достичь точности лучше 1 см по горизонтали и 3 см по вертикали, что в соответствии с современными стандартами намного лучше, чем глобальная система позиционирования (GPS).

Другие системы спутниковой навигации

Помимо BeiDou, есть еще несколько спутниковых навигационных систем, которые в настоящее время находятся в стадии строительства или уже работают. Наиболее известной из этих систем является Galileo. Galileo Европейского Союза — это многомиллиардный проект, который был инициирован с целью обеспечения высокоточной и независимой системы позиционирования для европейских стран с учетом геополитических факторов. Все созвездие Галилео состоит из 26 спутников с шестью дальнейшими развертываниями в течение следующего десятилетия.

Еще одной автономной навигационной системой, состоящей из группировки из четырех спутников (планируется разместить еще три спутника), является IRNSS (сокращение от Индийской региональной навигационной системы) или NAVIC. НАВИК самостоятельно разрабатывается и обслуживается Индийской организацией космических исследований.

По-видимому, IRNSS обеспечивает точность позиционирования 10 м (открытый сервис) и 10 см (ограниченный сервис). В отличие от GPS, ГЛОНАСС и Galileo, индийская навигационная система не имеет непосредственных планов предоставлять глобальные услуги.

Анимация, изображающая спутниковую орбиту QZSS. Изображение предоставлено Hiroshi FUKUDA

Далее следует японская спутниковая система «Квазизенит» или QZSS. Это спутниковая система дополнения, совместимая с GPS, которая в основном повысит точность и надежность GPS над Японией и ее окрестностями. В настоящее время система QZSS состоит из четырех спутников, но к 2023 году она будет постепенно расширена до семи (по оценкам).

Три из четырех его спутников расположены на сильно наклоненных геосинхронных орбитах, на расстоянии около 120 ° друг от друга. Этот высокий наклон позволяет им вращаться по орбите по уникальной асимметричной схеме, известной как аналеммы, и постоянно присутствовать над Японией. Сигналы, передаваемые спутниками QZSS, идентичны старым и модернизированным сигналам GPS (L1C / A, L1C, L2C), что облегчает сотрудничество с американской навигационной сетью.

new-science.ru

что это такое в смартфоне?

Когда вы разглядываете новый смартфон для покупки, вы смотрите не только на его внешний вид, но и на характеристики. В характеристиках часто можно увидеть такую связку: GPS/ГЛОНАСС/BeiDou. Если с GPS и ГЛОНАСС все понятно, то что такое BeiDou?

BeiDou (читается как Бэйдоу) — китайская спутниковая навигационная система. В коммерческую эксплуатацию была запущена в 2012 году, а на полною мощность выйдет примерно к 2020 году.

По сути, представляет аналог GPS и ГЛОНАСС — эти две системы стандартно поддерживаются большинством новых смартфонов. С недавних пор к ним добавилась система навигации BeiDou, поэтому часто можно видеть в графе характеристик «Спутниковая навигация» поддержку трех спутниковых навигационных систем — GPS, ГЛОНАСС и BeiDou.

Многие смартфоны уже получили поддержку BeiDou, но пока не все. Этим занимаются, в первую очередь, китайские компании, но есть и компании из других стран, как, например, Samsung, которая включила поддержку BeiDou на многих своих устройствах.

А что от этого всего пользователю, спросите вы? На самом деле пользователь устройства оказывается в выигрыше. Смотрите, каждая навигационная система имеет свои плюсы и минусы, но как бы там ни было, в связке они позволяют более точно позиционировать устройство по спутникам. И не забывайте, что при включенном интернете позиционирование происходит в том числе по нему. Чем больше источников, тем точнее указывается местоположение пользователя с устройством. Разумеется, ничего плохого здесь нет, сплошные плюсы.

В будущем, вероятно, BeiDou будут поддерживать практически все смартфоны, как было в случае с GPS или ГЛОНАСС.

androidnik.ru

Бэйдоу — это… Что такое Бэйдоу?

зона покрытия Бэйдоу

Навигационная система «Бэйдоу» (кит. трад. 北斗導航系統, упр. 北斗导航系统, пиньинь: Běidǒu dǎoháng xìtǒng) или Спутниковая навигационная система «Бэйдоу» (кит. трад. 北斗衛星導航系統, упр. 北斗卫星导航系统, пиньинь: Běidǒu wèixīng dǎoháng xìtǒng, палл.: Бэйдоу вэйсин даохан ситун, сокращенно — BD) — китайская спутниковая система навигации. На 26 октября 2012 года включает в себя 16 спутников, расположенных на геостационарной орбите и обеспечивала определение географических координат в Китае и на соседних территориях. Планируется что на орбиту будет выведено 30-35 спутников (предположительно 30 работающих и 5 в резерве), сама система заработает уже в 2012 году, а на полную мощность выйдет к 2020 году[1][2]. Китайские представители также отметили, что еще предстоит урегулировать вопросы, касающиеся частотных диапазонов с российской, американской и европейской стороной, которые также владеют спутниковыми навигационными группировками. А пока китайская система работает на частоте сигналы B1, также отмеченный как E2, с частотой 1561.098 МГц.

Название

Слово «Бэйдоу» (кит. упр. 北斗) в переводе означает «Северный Ковш», это — китайское название созвездия Большой Медведицы. Название «Бэйдоу» используется как для системы «Бэйдоу-1» так и для системы второго поколения «Бэйдоу-2». Главный конструктор обеих систем — Сунь Цзядун.

История

Бэйдоу

Китайское национальное космическое управление планирует развернуть навигационную систему «Бэйдоу» в три этапа.[3]

  1. 2000—2003: Экспериментальная система Бэйдоу из трёх спутников.
  2. к 2012 году: Региональная система для покрытия территории Китая и прилегающий территорий.
  3. к 2020 году: Глобальная навигационная система.

Первый спутник, «Бэйдоу-1А» был запущен 30 октября 2000. Второй «Бэйдоу-1B» 20 декабря 2000. Третий спутник «Бэйдоу-1C» отправлен на орбиту 25 мая 2003 как подстраховочный.[4][5] Система считалась введенной в эксплуатацию с успешного запуска третьего спутника.

2 ноября 2006, Китай заявил, что с 2008 года Бэйдоу будет предлагать открытые услуги с точностью определения местоположения 10 метров.[6] Частота системы «Бэйдоу»: 2491.75 МГц.

27 февраля 2007 года, был также запущен четвертый спутник в рамках «Бэйдоу-1», называемый иногда «Бэйдоу-D» а иногда «Бэйдоу-2А». Он выполняет функции подстраховки.[7] Сообщалось, что у спутника были неполадки в системе управления, но впоследствии они были устранены.[8][9]

В апреле 2007, успешно выведен на орбиту первый спутник группировки «Бэйдоу-2», названый «Компас-M1». Данный спутник является настроечным для частот Бэйдоу-2. Второй спутник «Компас-G2» запущен 15 апреля 2009.[10] Третий («Компас-G1») запущен на орбиту носителем LM-3C 17 января 2010.[11] Четвертый спутник запущен 2 июня 2010.[12] Носитель LM-3I вывел четвертый спутник с спутниковой площадки в Сичане 1 августа 2010 года.[13]

15 января 2010 запущен официальный сайт спутниковой навигационной системы Бэйдоу.[11]

24 февраля 2011 было развернуто 6 действующих спутников, 4 из них видны в Москве: COMPASS-G3, COMPASS-IGSO1, COMPASS-IGSO2 и COMPASS-M1.

Список запусков

Дата (UTC) Ракета-носитель Спутник NSSDC ID Орбита Статус Система
30.10.2000 16:30 CZ-3A Бэйдоу-1A 2000-069A ГСО, 140° в. д. нет данных Бэйдоу-1
20.12.2000 16:20 CZ-3A Бэйдоу-1B 2000-082A ГСО, 80° в. д. нет данных
24.05.2003 16:34 CZ-3A Бэйдоу-1C 2003-021A ГСО, 110,5° в. д. действующий
02.02.2007 16:28 CZ-3A Бэйдоу-1D 2007-003A сведен с орбиты[14] не используется
13.04.2007 20:11 CZ-3A Компас-M1 2007-011A круговая, 21 500 км только тестирование Бэйдоу-2
14.04.2009 16:16 CZ-3C Компас-G2 2009-018A неконтролируемая[15] не используется
16.01.2010 16:12 CZ-3C Компас-G1 2010-001A ГСО, 144,5° в. д.[11] действующий
02.06.2010 15:53 CZ-3C Компас-G3[16] 2010-024A ГСО, 84,7° в. д. действующий
31.07.2010 20:50 CZ-3A Компас-IGSO-1 2010-036A ГСО, 55,1° в. д. действующий
29.04.2012 21:30 CZ-3B Компас-IGSO-1 2012-018A ГСО, 55.2 ° в. д. действующий
25.10.2012 15:33:04 UTC CZ-3C Бэйдоу-16 2012-059A ГСО, 110.5 ° в. д.

Примечания

  1. Китай успешно запустил пятый навигационный спутник
  2. К 2020 году в Китае будет завершено строительство глобальной спутниковой навигационной системы. Русская служба Синьхуа
  3. The construction of BeiDou navigation system steps into important stage, «Three Steps» development guideline clear and certain (Chinese). China National Space Administration (19 мая 2010). Архивировано из первоисточника 12 февраля 2012. Проверено 19 мая 2010.
  4. Comparable with American and Russian in terms of performance, BeiDou-1 navigates for China (Chinese). China National Space Administration (30 мая 2003). Архивировано из первоисточника 12 февраля 2012. Проверено 19 мая 2010.
  5. Pike, John BeiDou (Big Dipper). Space. GlobalSecurity.org. Проверено 9 ноября 2006.
  6. Marks, Paul. China’s satellite navigation plans threaten Galileo, NewScientist.com (8 ноября 2006). Проверено 9 ноября 2006.
  7. China puts new navigation satellite into orbit, GOV.cn (3 февраля 2007). Проверено 20 мая 2010.
  8. BeiDou 1 Experimental Satellite Navigation System. SinoDefence.com (24 сентября 2008).(недоступная ссылка — история) Проверено 20 мая 2010.
  9. 60-day works in space — Story of reparation of the BeiDou satellite (Chinese). Sohu (18 апреля 2007). Архивировано из первоисточника 12 февраля 2012. Проверено 23 мая 2010.
  10. Compass due Next Year. Magazine article. Asian Surveying and Mapping (May 4, 2009).(недоступная ссылка — история) Проверено 5 мая 2009.
  11. 1 2 3 China successfully launched the third BeiDou satellite (Chinese). Sohu (17 января 2010). Архивировано из первоисточника 12 февраля 2012. Проверено 19 мая 2010.
  12. China sends Beidou navigation satellite to orbit. Spaceflight Now (2 июня 2010). Архивировано из первоисточника 12 февраля 2012. Проверено 4 июня 2010.
  13. China successfully launches fifth satellite for its own global navigation network  (англ.), Xinhuanet (1 августа 2010). Проверено 1 августа 2010.
  14. Beidou Update. armscontrolwonk.com (18 января 2010). Архивировано из первоисточника 12 февраля 2012. Проверено 20 мая 2010.
  15. http://mytv.tvb.com/news/newsat630/21588 CCTV, Xinwen Lianbo April 15th 2009
  16. China launches BeiDou-2 — Station and Lunar plans outlined  (англ.), NASASpaceFlight.com (2 июня 2010). Проверено 3 июня 2010.

Ссылки

dic.academic.ru

что это такое в смартфоне

Выбирая новый смартфон и изучая характеристики вы могли заметить такой параметр как BeiDou. Данный параметр начал появляться в характеристиках смартфонов недавно, поэтому большинство пользователей не знает, что он означает. В этой статье мы расскажем о том, что такое BeiDou в смартфоне, насколько он полезен для российских пользователей и стоит ли ориентироваться на этот параметр при выборе нового устройства.

Что такое BeiDou

BeiDou logoBeiDou или Бэйдоу – это китайская спутниковая навигационная система, аналог американской системы GPS и российской ГЛОНАСС. Китай начал строительство данной навигационной системы еще в 2000 году, когда заработала ее первая экспериментальная версия. В 2012 году система покрыла территорию Китая и стала доступной для коммерческого использования.

Планируется, что к 2020 году BeiDou выйдет на полную мощность и будет включать в себя 5 аппаратов на геостационарной орбите, 3 аппаратов на геосинхронной орбите, а также 27 спутников на обычной околоземной орбите.

История создания BeiDou

Несмотря на то, что навигационная система GPS широко известна пользователям, о системе BeiDou большинство обывателей даже не слышали, хотя она существует далеко не первый год.

орбитальная группировка BeiDou

Разработка BeiDou началось еще в 1983 году, когда Китаем было принято решение о строительстве собственной навигационной системы. В 1989 году была протестирована концепция системы на базе двух геостационарных спутников (рабочее название системы – Twinsat).

В 1994 году начался первый этап строительства полноценной навигационной системы. В 2000 году Китай запустил два первых спутника, которые разместились на геостационарной орбите. В 2003 году первый этап строительства был завершен, и навигационная система БЕЙДОУ первого поколения была сдана в эксплуатацию.

Второй этап строительства навигационной системы BeiDou стартовал в 2004 году и к концу 2012 года система уже состояла из 14 спутников. Из которых 5 спутников работали на геостационарной, 5 на наклонной геосинхронной и 4 на обычной орбите. Эта группировка спутников позволила обеспечить навигацию в странах Азиатско-тихоокеанского региона.

Третий этап строительства начался в 2009 году. Главной целью этого этапа является обеспечение спутниковой навигации на территории и акватории обоих Шелковых путей (сухопутного и водного), а также завершение развертывания группы из 35 спутников, которая сможет обеспечить глобальную навигацию к 2020 году.

BeiDou в смартфоне

Не смотря на то, навигационная система BeiDou все еще строится, многие производители смартфонов уже включают ее поддержку в свои аппараты. В первую очередь это делают китайские производители, но есть и производители из других стран. Например, поддержка BeiDou есть во многих смартфонах от Samsung, LG, ASUS и Sony.

В будущем, когда навигационная система BeiDou станет глобальной и будет работать по всей планете, ее поддержка наверняка будет во всех выпускаемых смартфонах. Данные от системы BeiDou дополнят информацию получаемую от GPS/ ГЛОНАСС и смартфоны смогут еще точнее определять собственное местоположение.

Но, пока для пользователей не из Китая нет особой пользы от BeiDou. Поэтому при выборе смартфона не стоит обращать особого внимания на поддержку данной навигационной системы.

smartphonus.com

Китайская система спутниковой навигации Beidou (БЕЙДОУ)

БЕЙДОУ (Beidou – Северный Ковш – китайское название созвездия Большой Медведицы) китайская национальная спутниковая навигационная система.

Система БЕЙДОУ будет предоставлять два вида глобальных и два вида региональных услуг. Глобальными услугами являются услуги с открытым и санкционированным доступом. Региональные услуги — это услуга широкозонной дифференциальной коррекции и услуга передачи коротких сообщений.

Спутниковая группировка системы Beidou

Спутники Beidou-3M/G/I представляют собой орбитальный сегмент третьего этапа развертывания китайской навигационной системы Beidou, использующей спутники на средней орбите средней Земли и наклонных геосинхронной орбите.

Глобальная доступность указанной системы запланирована к 2020 году, когда будут запущены все спутники. За управление программой отвечает Центр управления спутниковой навигацией Китая.

Концепция системы, использующей два геостационарных космических аппарата (рабочее название системы Twinsat), прошла экспериментальную проверку в 1989 г. Эксперимент проводился на базе двух связных космических аппаратов DFH-2/2A, уже находившихся на орбите. В 1993 году Beidou была утвержден в качестве программы для предоставления Китаю независимого доступа к региональной и глобальной навигации, больше не полагающегося на иностранные системы, такие как американская GPS и российская система Glonass.

Первое поколение экспериментальных спутников Beidou, запущенных в 2000 году (Beidou-1A и 1B) и 2003 (Beidou 1C), было основано на базе связной геостационарной платформы DFH-3.  В 2004 году региональная навигационная система Beidou начала работу с точностью до 20 метров.

Еще один спутник Beidou-1 был запущен на геостационарную орбиту в 2007 году для обеспечения того, чтобы устранить разрыв между экспериментальной и рабочей системами Beidou.

Характеристики
КА Beidou на геостационарной и геосинхронной наклонной орбите
КА Beidou
на средней круговой орбите
Головной подрядчик Китайская академия космических технологий CAST Китайская академия космических технологий CAST
Спутниковая платформа DFH — 3/3B DFH — 3B
Срок активного существования ~ 15 лет ~ 12 лет
Масса 828 кг 1615 кг
Сигналы В1 (с открытым и санкционированным доступом)
В2 (с открытым доступом)
В3 (с санкционированным доступом)
В1 (с открытым и санкционированным доступом)
В2 (с открытым доступом)
В3 (с санкционированным доступом)
БСУ 2 Rb (китайского производства) 2 Rb (европейского производства)
Дополнительные возможности лазерные отражатели
регистраторы космических частиц
лазерные отражатели
регистраторы космических частиц

В ходе модернизация от экспериментальной до операционной системы Beidou Китай планирует запустить в общей сложности 35 спутников — 5 на геостационарной орбите, 27 на средней орбите и 3 на наклонных геосинхронных орбитах.

CAST разработал три разных типа спутников:

  1. Beidou-3M для работы на средней орбите (27 спутников),
  2. Beidou-3I на наклонных геосинхронных орбитах (3 спутника),
  3. Beidou-3G Satellites — геостационарные орбиты (5 спутников).
Орбитальная группировка Beidou
5 КА на геостационарной орбите (ГCО) точки 58,75°в.д., 80°в.д., 110,5°в.д., 140°в.д., 160°в.д.
высота 35 786 км
27 КА на средних круговых орбитах количество плоскостей 3
наклонение 55°
высота 21 528 км
период 12 ч 53 мин 24 с
3 КА на наклонной геосинхронной орбите (ГСНО) пересечение экватора подспутниковой трассой в точке 118°в.д.
наклонение 55°
высота 35 786 км

Beidou будет предоставлять два типа услуг:

  • бесплатный сервис, который открыт для всех с совместимым терминалом;
  • ограниченный сервис для применения в военных и других целях.

Свободное обслуживание обеспечит точность положения 10 метров, измерение скорости с точностью 0,2 м / с и точность синхронизации 10 наносекунд.

Ограниченный сервис будет иметь точность слежения 10 сантиметров и будет включать в себя данные, передаваемые по сигналу, для предоставления информации о состоянии системы для пользователей.

Beidou-2

 

В 2010 и 2011 годах было запущено пять спутников Beidou-2I на мощных ракетах Long March 3A для ввода спутников на наклонных геосинхронных орбитах (55°), охватывающих Китай и прилегающие территории. К концу 2011 года система Beidou-2 вступила в эксплуатацию для операторов в Китае и прилегающих территориях с начальной точностью 25 метров, которая должна была улучшиться по мере запуска большего количества спутников.

Спутники Geostationary Beidou-3G основаны на спутниковой платформе DFH-3B, предоставленной Китайской академией космической техники (CAST), с использованием компонентов от проверенной полетами платформы DFH-3 и расширения ее возможностей за счет поддержки более совершенных полезных нагрузок и сокращения общего веса платформы.

Платформа DFH-3B имеет шестигранную форму размером 2,2 на 2,0 на 3,1 метра с массой 3800+ килограммов. У спутников Beidou планируемая масса около 4600 килограммов с двумя трехсегментными солнечными батареями, которые генерируют 6800 Вт электроэнергии. На спутнике используются современные навигационные системы, включая датчики звезд и земли, и приводы ориентации, обеспечивающие отличную стабилизацию на всех трех осях.

Точность работы станции на геостационарной орбите составляет +/- 0,05 градуса.

Beidou RNSS работает как европейский Galileo и американский GPS, также используя аналогичные полосы частот. Рубидиевые атомные часы обеспечивают точные временные решения, необходимые для расчета временной задержки с момента отправки сигнала до прибытия в приемник, что, в свою очередь, позволяет рассчитать расстояние до спутника. Для того, чтобы приемник мог вычислить точное положение, необходимы три одновременных измерения расстояния до трех разных спутников.

Космические аппараты системы Beidou-2, находящейся в эксплуатации, передают сигналы B1 и B2, что позволяет предоставлять открытые бесплатные услуги в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Предполагается излучение навигационных радиосигналов в трёх частотных диапазонах B1, B2 и B3, расположенных в тех же областях L-диапазона, что и сигналы других ГНСС.

После запуска в 2015 году КА нового поколения руководство программой Beidou сообщило об изменении структуры навигационного сигнала B1:

  1. смещение центральной частоты c 1561,098 МГц на 1575,42 МГц (как у гражданских сигналов GPS L1 и Galileo E1) и
  2. изменение модуляции QPSK на MBOC (аналогичную модуляции будущего сигнала GPS L1C и Galileo E1).

Это направлено на обеспечение взаимодополняемости системы Beidou c ГНСС ГАЛИЛЕО и GPS.

Beidou использует восемь различных сигналов в четырех диапазонах в диапазоне от 1100 до 1600 МГц:

  • B1 (несущая частота: 1561.098 МГц / полоса пропускания: 4.092 МГц / модуляция: QPSK),
  • B1-2 (1589.742 / 4.092 / QPSK),
  • B2 (1207.140 / 24 / QPSK),
  • B3 (1268,520 / 24 / QPSK),
  • B1-BOC (1575,42 / 16,368 / MBOC),
  • B2-BOC (1207,140 / 30,69 / BOC 10,5),
  • B3-BOC (1268,520 / 35,805 / BOC 15, 2.5),
  • L5 (1176.450 / 24 / QPSK).

Наземный комплекс управления Beidou

Построен по классической централизованной схеме: сеть беззапросных измерительных станций формирует отсчёты первичных измерений навигационных параметров радиосигналов навигационных космических аппаратов и передаёт их в центр управления системой, в котором формируется информация, закладываемая на борт космических аппаратов посредством специальных земных станций.

Сеть беззапросных измерительных станций Beidou также располагается на территории Китая. Долгосрочная стратегия развития системы предполагает создание глобальной сети станций для повышения точностных характеристик навигационных услуг системы Beidou.

Навигационные службы Beidou стали доступны для Азиатско-Тихоокеанского региона, начиная с декабря 2012 года.

Наземные терминалы Beidou использовались после землетрясения в Сычуане в 2008 году и стали стандартным оборудованием для китайских пограничников. Для измерения координат на плоскости требуется, по меньшей мере, два спутника (точность увеличивается с третьим и четвертым), которые находятся в контакте с пользовательским терминалом и центральной наземной станцией.

Пользовательский терминал принимает сигнал от одного спутника и передает сигнал, который принимается обоими спутниками, которые ретранслируют его на наземную станцию, где 2D-позиция пользователя вычисляется через задержку времени двух сигналов, которые могут быть обработаны в 3D информацию с использованием топографической карты в алгоритме, который дает положение пользователя, которое затем передается обратно через зашифрованную спутниковую связь.  Одновременно с этим типом поиска позиции могут обслуживаться 150 пользователей.

flagman.top

Китайская навигационная система «Бэйдоу» | Армейский вестник

Китайская навигационная система «Бэйдоу»

Китайская спутниковая навигационная система «Бэйдоу» готовится потеснить американскую GPS на мировом рынке. На сентябрь 2019 года Китай развернул в космосе 42 навигационных спутника, 34 из которых используются по своему целевому назначению.

Учитывая поддержку со стороны российской системы спутниковой навигации ГЛОНАСС и проблемы европейской навигационной системой «Галилео», которая в июле 2019 года отключалась сразу на несколько дней, именно китайская система «Бэйдоу» считается единственной навигационной системой, способной бросить вызов США.

О спутниковой навигационной системе «Бэйдоу»

О собственной системе спутниковой навигации в Китае задумались еще в 1983 году. Первая экспериментальная проверка концепции системы, в которой использовалось всего два спутника на геостационарных орбитах, прошла в 1989 году. Еще через пять лет в 1994 году начался первый этап развертывания китайской спутниковой навигационной системы, получившей название «Бэйдоу», в переводе с китайского «Северный ковш» (так в КНР называют знакомое всем созвездие Большой Медведицы).

Развитие системы шло постепенно, первое поколение спутников Бэйдоу-1 было сдано в эксплуатацию в 2003 году. Это было всего три спутника, все они уже выведены с орбиты Земли. Система Бэйдоу-1 была продолжением эксперимента на новом технологическом уровне.

Вторая реализованная система, Бэйдоу-2, была уже полностью работоспособной, но обеспечивала лишь региональное позиционирование. Основным предназначением данной спутниковой системы было обеспечение надежного покрытия всей территории КНР, а также прилегающих азиатских государств. Система была развернута с 2004 по 2012 год. Всего за это время Китай вывел в космос 14 навигационных спутников, из которых по пять спутников располагались на геостационарной и наклонной геосинхронной орбитах, а четыре оставшихся спутника на средних орбитах.

Развернутая спутниковая группировка была совместима с аппаратами системы Бэйдоу-1. Для Китая и китайской космонавтики это был существенный шаг вперед. К концу 2012 года страна сумела обеспечить пользователям, находящимся в Азиатско-тихоокеанском регионе, доступ к услугам определения точного местоположения, времени, скорости и т.д. Большая часть данных спутников по-прежнему находится в эксплуатации.

Третий этап развития китайской спутниковой навигационной системы получил название Бэйдоу-3. Данная система позиционируется уже как глобальная. Именно Бэйдоу-3 будет напрямую конкурировать с американской GPS, европейской Galileo и российской системой ГЛОНАСС. Полностью закончить развертывание системы КНР рассчитывает к 2020 году, развернув группировку из 35 космических аппаратов трех типов.

В системе Бэйдоу-3 будет 27 спутников Beidou-M, расположенных на средней круговой орбите, пять спутников Beidou-G на геостационарной орбите и еще три спутника Beidou-IGSO, расположенных на геосинхронных наклонных высоких орбитах.

Китайская навигационная система «Бэйдоу»Орбитальная группировка спутников «Бэйдоу»

Перечисленные спутники построены на двух основных платформах: DFH-3B (работают на средней околоземной орбите), DFH-3/3B (работают на геостационарной и геосинхронной наклонной орбите). Отличительной особенностью спутников является достаточно большой срок эксплуатации. Качественная элементная база позволяет первым работать в космосе примерно 12 лет, вторым – до 15 лет.

Стоит отметить, что в настоящее время в работоспособном состоянии находятся еще спутники Бэйдоу-2, выведенные в космос в 2009 году. В этом отношении китайские спутники превосходят аппараты «Глонасс-М» со сроком активной службы 7 лет и «Глонасс-К» со сроком активной службы 10 лет. В то же время самый старый из действующих российских спутников системы ГЛОНАСС находится на орбите с 2006 года.

«Бэйдоу» плюс ГЛОНАСС

Еще в 2015 году был создан российско-китайский комитет, занимающийся реализацией проекта по важному для обеих стран сотрудничеству в области спутниковой навигации. Комитет был создан «Роскосмосом» и Комиссией по китайской навигационной системе. Одним из главных направлений работы комитета является обеспечение совместимости работы и взаимодополняемости навигационных систем двух стран, а также сотрудничество в области применения навигационных технологий. Российско-китайское сотрудничество в этом вопросе отвечает стратегическому взаимодействию между двумя государствами.

С 28 по 30 августа 2019 года в столице Республики Татарстан прошло очередное заседание Российско-Китайского комитета по спутниковой навигации. Заседание было посвящено обсуждению различных аспектов взаимодействия национальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и BeiDou, сообщает официальный сайт «Роскосмоса».

Одним из участников заседания был Сергей Ревнивых, занимающий пост заместителя генерального директора компании «Информационные спутниковые системы», которая занимается производством российских спутников ГЛОНАСС. Участники группы по обеспечению взаимодополняемости и совместимости двух навигационных систем представили итоги проведенного анализа, который подтвердил радиочастотную совместимость сигналов российской системы ГЛОНАСС и китайской BeiDou.

Специалисты двух стран заключили, что сигналы двух спутниковых навигационных систем могут использоваться российскими и китайскими потребителями, не создавая помех друг другу. Помимо этого, инженеры двух стран подтвердили, что группировки спутников «Бэйдоу» и ГЛОНАСС, развернутые на орбите Земли, совместимы. Опасность столкновения российских и китайских навигационных спутников на земной орбите полностью исключена.

Китайская навигационная система «Бэйдоу»Космический аппарат Глонасс-К

Стоит также отметить, что в июле 2019 года Госдума Российской Федерации ратифицировала соглашение между правительствами двух стран в области сотрудничества и применения глобальных навигационных спутниковых систем в мирных целях, обмену опытом в области гражданского применения систем спутниковой навигации, развитию навигационных технологий, использующих системы «Бэйдоу» и ГЛОНАСС.

Само соглашение о сотрудничестве в области использования навигационных систем BeiDou и ГЛОНАСС было подписано 7 ноября 2018 года в китайской столице в рамках 23-й регулярной встречи глав правительств двух государств. По словам вице-премьера российского правительства Максима Акимова, до конца 2019 года должен быть утвержден документ, регламентирующий вопросы размещения измерительных станций на территории России и КНР.

Измерительные станции двух систем, которые должны появиться на территории Китая и Российской Федерации, позволят спутниковым навигационным системам работать на территории двух государств. Ратифицированный Госдумой РФ документ предполагает также сотрудничество двух стран в области создания и серийного выпуска навигационного оборудования гражданского назначения, использующего системы «Бэйдоу» и ГЛОНАСС.

Отдельно оговаривается и процесс разработки российско-китайских стандартов по применению навигационных технологий, которые используют обе системы. К примеру, стандартов по контролю и управлению транспортными потоками, которые пересекают границу двух стран. Как сообщает агентство «Интерфакс», навигационные данные систем ГЛОНАСС и «Бэйдоу» жители двух стран будут получать бесплатно. Реализация достигнутых договоренностей сделает возможным использование услуг «Бэйдоу» в России пользователями из КНР и получение навигационных услуг ГЛОНАСС на территории Китая.

Перспективы системы «Бэйдоу»

Китай, который претендует на место одной из главных мировых сверхдержав и уже официально стал крупнейшей экономикой в мире, много внимания уделяет соперничеству с США. Очевидно, что это соперничество будет усиливаться и в космосе, где КНР реализует сегодня ряд амбициозных проектов, включившись в новую лунную гонку.

Нет никаких сомнений в том, что уже в скором времени мы увидим соперничество китайской системы спутниковой навигации «Бэйдоу» с американской системой глобального позиционирования GPS, которая широко используется во всем мире.

Китайская навигационная система «Бэйдоу»

В китайской прессе уже пишут о том, что американской системе придется потесниться. Действительно, китайская навигационная система новее, орбитальная группировка КНР больше, а сотрудничество с Россией в вопросе спутниковой навигации сделает китайскую систему еще более точной. Реальное сотрудничество между Россией и КНР в области спутниковой навигации, которое мы наблюдаем последние годы, действительно станет вызовом для американской системы GPS, которая длительное время практически не сталкивалась с реальной конкуренцией на международном рынке.

Европейскую спутниковую систему Galileo в Китае серьезно не рассматривают во многом из-за недавнего масштабного сбоя, который произошел в июле 2019 года, когда на несколько суток из строя вышли все спутники системы, а пользователи не могли получить сигнал с космических аппаратов. На самом деле масштабный сбой для Galileo штука очень неприятная, но не настолько критичная, как возможный сбой GPS или ГЛОНАСС, так как в отличие от двух последних европейская навигационная система не контролируется военными.

В то же время США вряд ли отдадут сегмент международного рынка спутниковой навигации без боя. Вашингтон уже давно работает над развитием своей системы глобального позиционирования. 1 октября 2019 года пресс-служба американской корпорации Raytheon распространила заявление о завершении процесса создания спутниковой системы навигации и связи GPS нового поколения. Как отмечают в компании, запуск нового поколения системы должен произойти в 2021 году.

В сообщении Raytheon говорится о том, что аппаратное и программное обеспечение новой системы уже разработано, она получила обозначение GPS OCX. Специалисты компании приступили к фазе её тестирования, а также к интеграции с оборудованием уже развернутой системы глобального позиционирования.

/Сергей Юферев, topwar.ru/

army-news.ru

Китайская навигационная система Бэйдоу (BeiDou)

Глобальные спутниковые системы давно перестали быть привилегией военных ведомств. Частные лица и гражданские организации пользуются связью и навигацией. Современная геодезия осваивает использование российской ГЛОНАСС, американской GPS. На третье место в этом ряду по праву выходит китайская БЭЙДОУ, готовая предоставить как региональные, так и глобальные услуги.

Beidou означает – Северный Ковш. Так китайцы называют самое знаменитое созвездие Северного полушария – Большую Медведицу. Активно развивая свою относительно молодую программу, китайцы обогнали в своём развитии европейские системы типа «Галилео». Они с самого начала развивали сеть, способную перешагнуть грань своего региона и работать по всему миру.

На 94-м заседании мирового Комитета безопасности на море, прошедшем в 2014-м году, произошло историческое для БЭЙДОУ событие: её признали безопасной при использовании для морских судов. Именно это позволило китайской ГНСС (глобальная навигационная спутниковая система) BeiDou занять третье место после российский и американской. Ныне её официально используют в морской навигации.

В 2015 году газета «Жэньминь Жибао» сообщила читателям о том, что вероятная точность БЭЙДОУ – десять метров, при скоростной точности определения координат в 0,7 м/с. С такими параметрами, она успешно выполняет свои функции над морской поверхностью. Над сушей, где двустороннюю связь между спутником и приёмниками обеспечить сложнее, для Beidou ещё есть «белые пятна», но при высоком уровне знаний и упорстве китайских учёных, улучшение результатов не заставит долго ждать.

Особенности китайской ГНСС BeiDou

Работа спутниковой навигация, обеспечивающая позиционирование на местности, состоит в приёме радиосигналов в пределах прямой связи. Это необходимо для исключения отражённых сигналов, сбивающих навигационный процесс. Фиксируются широта, долгота, высота над уровнем океана, данные привязываются к карте, после чего навигатор выдаёт местоположение объекта. Глобальной считается система, которая обеспечивает подобную обратную связь на большей части территории Земли.

Идея и разработка

Над возможностью определения координат объекта учёные разных стран работали очень давно. Так легче проводить исследования поверхности, составляя карты и планы, осуществлять связь между удалёнными объектами, отслеживать различные геологические и геофизические процессы, определять место своего нахождения.

В 1983 году китайский учёный Чэнь Фанъюн предложил свой вариант, действующий от двух геостационарных спутников и нескольких наземных станций длинноволнового радиодиапазона. Идею развили и в 1989 году она с успехом прошла экспериментальную проверку. Участвовали в пробах два спутника DFH-2/2A. БЭЙДОУ работала с точностью до 100 метров. Общий алгоритм:

  • станция отправляет сигнал пользователю через два своих спутника;
  • получив хотя бы один, прибор пользователя отсылает его обратно на оба спутника;
  • станция фиксирует возвращение сигнала от спутников;
  • определяется точка местонахождения пользователя;
  • точка сравнивается с трёхмерной картой китайской геосистемы координат;
  • информация возвращается пользователю.

Для обеспечения работы нужна двусторонняя связь. Её даёт мощная антенна. Она гораздо дороже своих аналогов, работающих в GPS.

Образованная сеть позволила говорить о полноценной разностно-дальномерной радионавигации. Точность данных оказалась сопоставима с точностью работы американской GPS. Скоростные измерения система проводить ещё не умела.

С 1993 года БЭЙДОУ приобрела статус официального государственного проекта. Подготовительный период с 1994 по 2000 год закончился запуском двух геостационарных спутников: Beidou 1A и 1B. А уже в середине декабря 2003 года, после запуска третьего спутника, оборудование первого поколения запустили в эксплуатацию.

С 2004 по 2012 год китайцы реализовали проект Beidou-2, запустив ещё пять геостационарных космических аппарата, пять – на наклонной геосинхронной и 4 – на средних орбитах. Совместимость первой и второй систем позволила китайским учёным применить схему пассивного позиционирования, обеспечив Азию и Тихий океан возможностями находить местоположение, определять скорость, точное время и обмениваться короткими сообщениями.

Третье поколение БЭЙДОУ стартовало в 2009 году. В конце 2017-го китайцы подписали с американцами заявление о совместимости систем, а ещё через год правительства РФ и КНР подписали соглашение о сотрудничестве в дальнейшем совместном развитии глобальной навигации для мирных целей.

Хозяева Beidou запланировали к 2020 году увеличить количество спутников и обеспечить своими услугами территорию морского и сухопутного Шёлковых Путей, прилегающих регионов, а в перспективе — глобальной работы в рамках всей планеты.

Общие принципы

БЭЙДОУ состоит из нескольких взаимосвязанных объектов:

  • группы космических аппаратов, ловящих спецсигналы;
  • наземной контролирующей базы;
  • навигационных приборов пользователей;
  • наземных радиомаяков;
  • радиосистемы для внесения поправок и повышения точности координат.

Управлением китайской ГНС BeiDou ведает Центр в китайском городе Сиань. Шкала времени предоставляется универсальным глобальным временем центра управления в Пекине. Наземный комплекс состоит из централизованной сети беззапросных станций для измерения, разбросанных по территории Китая.

Региональные услуги предоставляются странам Юго-Восточной Азии и морским объектам в Тихом океане. Обеспечивают работу 24 навигационных спутника. Частотный диапазон работы регулируется с учётом взаимодействия с российскими, европейскими и американскими ГНС.

Важность развития навигационных систем

Последние достижения китайцев впечатляют. Официальное новостное агентство Синьхуа утверждает, что точность работы Бэйдоу значительно возросла и составляет 5 метров на территории Азиатско-Тихоокеанского региона и 10 метров по всему миру. С конца 2018 года система предоставляет свои услуги в глобальном масштабе. Сейчас у неё 20 спутников. Для сравнения, ГЛОНАСС и GPS имеют по 24.

Достичь того же уровня не удаётся ни европейскому Галилео, ни японским, ни индийским, ни французским разработчикам.

Сервис позиционирования важен не только для рядовых граждан, которым предоставляются услуги связи и навигации. Новые навигационные приборы уже занимают достойное место в геодезических и картографических исследованиях, охватывая значительную часть народного хозяйства.

Чем больше взаимосвязанных спутников работает в космосе, тем лучше работа приёмников, быстрее проходят сигналы. Доступными для позиционирования становятся закрытые помещения, «глухие» для связи места рядом с высокими зданиями и объектами. Все виды коммуникативных устройств и смартфонов получают возможность использования в неблагоприятных, для определения местоположения, районах.

Сейчас по орбитам крутится больше семидесяти КА трёх глобальных мировых систем. Со временем их станет больше. Это означает, что эра спутниковой навигации активно развивается и система БЭЙДОУ занимает в ней своё законное место.

geostart.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.