Bds навигация что это: Что такое BeiDou? Это Китайская навигационная система

Содержание

Что такое BeiDou? Это Китайская навигационная система

История появления BeiDou.

Китайская космическая администрация (CNSA) не является крупнейшим космическим агентством в мире, но она собирается достичь цели, которую смогли осуществить лишь немногие навигационные спутниковые системы (GNSS). На сегодняшний день американская система GPS и российская ГЛОНАСС — единственные системы, работающие по всему миру.

Мы уверены, что большинство читателей хорошо знакомы с GPS и ГЛОНАСС, но звучит ли для вас также знакомо название BeiDou? Для тех, кто не знает, BeiDou (BDS) – это основная система спутниковой навигации в Китае, которая находится под управлением CNSA.

Считается, что идея такого масштабного проекта была впервые задумана правительством Китая в 1980-х годах в ответ на американские достижения в области военно-космических технологий.

Как и у GPS, у ГЛОНАСС, у Galileo и других навигационных системах, которые в настоящее время работают и развиваются, конечной целью BeiDou является предоставление своих услуг во всем мире с максимальной точностью.

Этапы запуска системы BeiDou.

Чтобы достичь таких результатов, проект был тщательно подготовлен в три этапа:

первый этап (BeiDou-1) начался в 2000 году

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

второй этап в 2007 году

BeiDou-2, также известный как COMPASS, был представлен как существенное обновление по сравнению с предыдущей системой (BeiDou-1). До 2008 года китайская навигационная система предоставляла свои услуги только военным органам и другим ведомствам Китая.

На этом этапе было развернуто в общей сложности 19 спутников. На начальной стадии COMPASS заявлял точность позиционирования 25 метров, но она была существенно улучшена после того, как спутников стало больше.

третий этап начался в 2015 году

Из общего числа спутников (35), 27 являются спутниками средней околоземной орбиты (MEO), 5 спутников наклонной геосинхронной орбиты (IGSO) и 3 спутника на геостационарной орбите (GEO).

Ожидается, что навигационная спутниковая система BeiDou начнет функционировать в глобальном масштабе с 2020 года.

Проще говоря, BeiDou является китайской версией GPS, но в региональном масштабе, по крайней мере, на данный момент. Это всего лишь вторая региональная навигационная система, действующая в Азии, другая — NAVIC — принадлежит Индии.

Точность и частоты.

Как и GPS и Galileo, BeiDou работает на двух разных уровнях — свободно доступный сервис для гражданского использования и ограниченный вариант для военных. Свободно доступный сервис имеет точность отслеживания местоположения 10 метров и точность синхронизации 10 наносекунд

. Военные службы имеют гораздо более высокую точность отслеживания — 10 сантиметров и обладают расширенными возможностями передачи данных.

Существует высокая вероятность того, что, если обе навигационные системы (BeiDou и Galileo) будут работать одновременно в одинаковых условиях, они будут испытывать сильные помехи.

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

Коммерческое использование BeiDou.

Навигационная спутниковая система BeiDou получила коммерческий успех в Китае. С 2013 года многие производители мобильных телефонов в Китае сделали свои продукты совместимыми с навигационной системой BeiDou. Миллионы коммерческих транспортных средств, тысячи рыболовных судов также были оснащены данной системой BDS.

Чем BeiDou отличается от GPS?

Изначально GPS разрабатывалась с целью использования в военных операциях. В итоге до сих пор GPS контролируется военными США, что не дает многим другим странам положиться на данную навигационную систему. Наличие спутниковой системы навигации очень важно, учитывая нынешнюю геополитическую и экономическую ситуацию в мире.

GPS состоит из 31 спутника, тогда как в ближайшем будущем BeiDou будет состоять из 35. Ожидается, что спутниковая навигационная система BeiDou в полном объеме (с 2020 года) будет предоставлять более точные услуги определения местоположения по сравнению с GPS.

БЭЙДОУ

О системе БЭЙДОУ

Идея создания китайской национальной региональной навигационной системы была предложена в 1983 году. 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.

Первый этап создания системы БЭЙДОУ (Beidou – Северный Ковш – китайское название созвездия Большой Медведицы) был начат в 1994 году. В 2000 году было запущено два геостационарных спутника: космический аппарат (КА) Beidou-1A (30 октября 2000) и Beidou-1B (20 декабря 2000). Аппараты системы Beidou-1 построены на базе связной геостационарной платформы DFH-3. 15 декабря 2003 китайская система БЭЙДОУ первого поколения была сдана в эксплуатацию. Запуск третьего геостационарного спутника Beidou-1C в 2003 году улучшил эксплуатационные характеристики системы.

Развитие системы БЭЙДОУ второго поколения БЭЙДОУ-2 началось в 2004 году. К концу 2012 года было запущено еще 14 спутников (5 геостационарных спутников, 5 спутников на наклонной геосинхронной орбите (ГСНО) и 4 спутника на средних орбитах), что позволило завершить развертывание орбитальной группировки. БЭЙДОУ-2 была разработана по принципу совместимости с БЭЙДОУ-1, с применением схемы пассивного позиционирования, что позволяло ей обеспечивать пользователей в странах Азиатско-тихоокеанского региона услугами определения местоположения, скорости, времени, широкодиапазонных дифференциальных поправок и отправки коротких сообщений.

Третий этап – это создание системы третьего поколения БЭЙДОУ-3, начат в 2009 году. Основной целью является обеспечение к 2018 году основных услуг для пользователей, находящихся на территории и акватории обоих Шелковых путей (сухопутного и водного), а также соседних регионов, и завершение развертывания орбитальной группировки из 35 КА, предназначенной для обеспечения услугами пользователей глобально к 2020 году.

Услуги системы БЭЙДОУ

Система БЭЙДОУ 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.

Орбитальная группировка

Космический сегмент БЭЙДОУ представляет собой орбитальную группировку смешанного типа, состоящую из КА на орбитах 3 типов.
К 2020 году орбитальная группировка БЭЙДОУ будет состоять из 35 КА, из которых 5 КА Beidou-G должны находиться на геостационарной орбите (точки 58,75° в. д., 80° в.д., 110,5° в.д., 140° в.д. и 160° в.д.), 27 КА Beidou-M – на средней круговой орбите (высота 21 500 21528 км, период обращения 12 ч 53 мин, наклонение 55°) и 3 КА Beidou-IGSO – на геосинхронных наклонных высоких орбитах (три плоскости с пересечением подспутниковой точки трёх орбит на широте 118° в.д., высотой орбиты 35 786 км, наклонением 55°), (в трех плоскостях с высотой орбит 35 786 км и наклонением 55°), подспутниковые точки которых движутся на поверхности Земли по одной трассе в форме восьмерки, ось симметрии которой находится на долготе 118° в.д.

Орбитальная группировка БЭЙДОУ
5 КА на геостационарной орбите (ГCО)	точки	58,75°в.д., 80°в.д., 110,5°в.д., 140°в.д., 160°в.д.
5 КА на геостационарной орбите (ГCО)	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

Типы космических аппаратов

Характеристики	КА БЭЙДОУ НА ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ И ГЕОСИНХРОННОЙ НАКЛОННОЙ ОРБИТЕ	КА БЭЙДОУ 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

Навигационные радиосигналы

Космические аппараты системы БЭЙДОУ-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 БЭЙДОУ сообщило об изменении структуры навигационного сигнала B1: смещение центральной частоты c 1561,098 МГц на 1575,42 МГц (как у гражданских сигналов GPS L1 и Galileo E1) и изменение модуляции QPSK на MBOC (аналогичную модуляции будущего сигнала GPS L1C и Galileo E1). Это направлено на обеспечение взаимодополняемости системы БЭЙДОУ c ГНСС ГАЛИЛЕО и GPS.

Спектр навигационных радиосигналов системы БЭЙДОУ

Характеристики навигационных радиосигналов системы БЭЙДОУ
Диапазон	Несущая частота, МГц	Сигнал	Длительность кода ПСП, символы	Тактовая частота, МГц	Вид модуляции	Скорость передачи ЦИ, БИТ/С
B1	1 575,42	B1-CD B1-CP B1D B1P	2 046	1,023 1,023 2, 046	MBOC (6, 1, 1/11) MBOC (6, 1, 1/11) BOC (14, 2)	50/100 нет 50/100
B2	1 191,79	B2aD B2aP B2bD B2bP	2 046	10,23 10,23 10,23 10,23	AltBOC (15, 10) AltBOC (15, 10) AltBOC (15, 10) AltBOC (15, 10)	25/50 нет 50/100 нет
B3	1 268,52	B3 B3-AD B3-AP		10,23 2,5575 2,5575	QPSK (10) BOC (15, 2,5) BOC (15, 2,5)	500 50/100 нет

Структура ЦИ навигационных радиосигналов системы БЭЙДОУ

Система координат и шкала времени

Система координат

Параметры движения КА БЭЙДОУ передаются в китайской геодезической системе координат 2000 г. (China Geodetic Coordinate System 2000 – CGCS2000). Центр данной системы координат совпадает с центром масс Земли. Ось Z направлена на опорный полюс Международной службы вращения Земли (IERS Reference Pole), ось X – из центра системы координат в точку пересечения опорного меридиана Международной службы вращения Земли (IERS Reference Meridian) и плоскости, перпендикулярной оси Z. Ось Y дополняет данную систему координат до правой тройки.

Геодезические константы и параметры общеземного эллипсоида CGCS2000
Параметр	Значение
Большая полуось a, м	6378137,0
Геоцентрическая гравитационная постоянная (с учётом атмосферы Земли), м³/с²	398600,4418 * 10⁹
Угловая скорость вращения Земли ω, рад/с	7,2921150 * 10^-5
Сжатие	1/298,257222101

Система времени

В качестве шкалы времени системы определено китайское универсальное глобальное время, которое поддерживается атомными стандартами частоты, установленными в центре управления в Пекине. Время системы БЭЙДОУ (BDT) связано с координированным всемирным временем (UTC) и синхронизировано с ним с точностью 100 нс. Началом отсчёта BDT является 0 ч 0 мин 1 января 2006 (UTC). По заявлению создателей системы, предусмотрена совместимость BDT со временем GPS/Galileo. Расхождение между шкалами времени GPST/GST измеряется и передаётся.

Наземный комплекс управления

Наземный комплекс управления БЭЙДОУ 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 БЭЙДОУ также располагается на территории Китая. Долгосрочная стратегия развития системы предполагает создание глобальной сети станций для повышения точностных характеристик навигационных услуг системы БЭЙДОУ.

Интерфейсный контрольный документ

Интерфейсный контрольный документ БЭЙДОУ: http://www.beidou.gov.cn/xt/gfxz/

Официальный сайт

Пользовательский информационный центр БЭЙДОУ: www.beidou.gov.cn

Наверх

прикладной потребительский центр и система информационного обеспечения

Глобальная навигационная спутниковая система BeiDou

История создания ГНСС BeiDou

Китайская навигационная система получила название Beidou Серии BNTS (BeidouNavigationTestSatellite). Название аппаратов происходит от китайского наименования созвездия Большой Медведицы.

Идея создания китайской региональной навигационной системы из двух КА на геостационарной орбите была предложена в 1983 г. Чэнь Фанъюнем (ChenFangyun). Концепция прошла экспериментальную проверку в 1989 г. Эксперимент проводился на базе двух находящихся на орбите КА DFH-2/2A.

В 1993 г. программа Бэйдоу была официально запущена в реализацию. В конструкции аппарата был использован тот же базовый блок, что и у связного спутника DFH-3. КА построен на базе связной геостационарной платформы DFH-3.

С 1994 года Китай приступил к самостоятельной разработке спутниковой навигационной системы. 15 декабря 2003 года китайская система БЭЙДОУ первого поколения была сдана в эксплуатацию, что позволило стране войти в тройку стран, владеющих собственной спутниковой навигационной системой. До этого подобные научно-технические изобретения были созданы в России, США и Европе. Фаза БЭЙДОУ-1 представляла собой спутниковую навигацию исключительно на территории Китая.

В 2000 году начато проектирование второго поколения навигационной системы (БЭЙДОУ-2), которая включила большее число спутников и смогла обслуживать не только территорию КНР, но и другие районы.

Развитие системы БЭЙДОУ второго поколения стартовало в 2004 году. Система БЭЙДОУ-2 (также имеет название Compass) разрабатывалась по принципу совместимости с БЭЙДОУ-1, с применением схемы пассивного позиционирования, что позволяло ей обеспечивать пользователей в странах Азиатско-тихоокеанского региона услугами определения местоположения, скорости, времени, широкодиапазонных дифференциальных поправок и отправки коротких сообщений. Как и другие системы позиционирования, ГНСС Бэйдоу начала предоставлять два раздельных сервиса — для гражданского использования и для военных нужд.

Первый из четырех геостационарных аппаратов БЭЙДОУ-2 запущен в апреле 2007 года.

Третий этап – это создание системы третьего поколения БЭЙДОУ-3, начат в 2009 году. Основной целью являлось обеспечение к 2018 году основных услуг для пользователей, находящихся на территории и акватории обоих Шелковых путей (сухопутного и водного), а также соседних регионов, и завершение развертывания орбитальной группировки из 35 КА, предназначенной для обеспечения услугами пользователей глобально в 2020 году.

В 2018 г. завершено развертывание базовой инфраструктуры системы мониторинга и оценки iGMAS, состоящей из 24 наземных станций и различных центров обработки и анализа, в результате чего улучшено качество услуг Бэйдоу-2, в т.ч. точность позиционирования в зоне обслуживания доведена до значений лучше 5 м.

В ноябре 2017 года подписано Совместное китайско-американское заявление о совместимости и взаимодополняемости систем Бэйдоу и GPS.

ГЛОНАСС и BEIDOU

В ноябре 2018 года заключено соглашение между Правительствами Российской Федерации и КНР о сотрудничестве в области применения глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и БЭЙДОУ в мирных целях.

2 августа 2019 г. подписан закон о ратификации российско-китайского межправительственного Соглашения о сотрудничестве в области применения глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и БЭЙДОУ. Соглашение подписано с целью обеспечения совместимости и взаимодополняемости навигационных спутниковых систем – российской ГЛОНАСС и китайской Beidou. В частности, стороны обязались разместить измерительные станции системы ГЛОНАСС на территории Китая и системы БЭЙДОУ на территории России.

Также Москва и Пекин договорились осуществлять разработку и производство гражданского навигационного оборудования, использующего эти системы.

Принцип работы ГНСС BeiDou

Как и в спутниковых системах ГЛОНАСС И GPS, спутниковая навигация системы БЭЙДОУ осуществляется путем измерения дальности прохождения сигнала от передатчика (спутника или наземной станции) – к приемнику (навигатору или смартфону). Скорость распространения радиоволн фиксирована (она ровна скорости света), поэтому зная координаты хотя бы трех источников сигналов, можно определить место положения приемника.

Управление КА Beidou осуществляется из Центра управления спутниками в г.Сиань (провинция Шаньси).

Космический сегмент БЭЙДОУ представляет собой орбитальную группировку смешанного типа, состоящую из КА на орбитах 3 типов. Изначально планировалось, что в 2020 году орбитальная группировка БЭЙДОУ будет состоять из 35 КА, из которых 5 КА Beidou-G должны находиться на геостационарной орбите (точки 58,75° в.д., 80° в.д., 110,5° в.д., 140° в.д. и 160° в.д.), 27 КА Beidou-M – на средней круговой орбите (высота 21 500 21528 км, период обращения 12 ч 53 мин, наклонение 55°) и 3 КА Beidou-IGSO – на геосинхронных наклонных высоких орбитах (три плоскости с пересечением подспутниковой точки трёх орбит на широте 118° в.д., высотой орбиты 35 786 км, наклонением 55°), (в трех плоскостях с высотой орбит 35 786 км и наклонением 55°), подспутниковые точки которых движутся на поверхности Земли по одной трассе в форме восьмерки, ось симметрии которой находится на долготе 118° в. д.

КОСМИЧЕСКИЙ СЕГМЕНТ

Начиная с 2000 года в Китае ведётся масштабный вывод на орбиту спутников, которые должны обеспечивать жителей страны качественной спутниковой навигацией.

К концу 2011 года на орбиты было выведено 8 КА, БЭЙДОУ была введена в строй в качестве региональной системы для обеспечения потребителей навигационными услугами BDS, включая широкозонную дифференциальную коррекцию и передачу коротких сообщений.

В 2012 году покрытие системы охватило Азиатско-Тихоокеанский регион.

30 сентября 2015 года был запущен первый спутник BDS-3, явившийся началом создания 3-го поколения системы БЭЙДОУ (BDS-3).

К концу 2016 года было запущено еще 14 спутников (5 геостационарных спутников, 5 спутников на наклонной геосинхронной орбите (ГСНО) и 4 спутника на средних орбитах), что позволило завершить развертывание группировки БЭЙДОУ -2.

За период c начала 2017 года по 1 квартал 2018 года были успешно запущены 4 пары спутников BeiDou-3: 05.11. 2017, 12.01.2018, 12.02.2018, 30.03.2018. С запуском в ноябре 2018 г. 17-го и 18-го среднеорбитальных НКА и первого геостационарного НКА развёрнута базовая орбитальная группировка БЭЙДОУ — 3. Таким образом, в составе орбитальной группировки БЭЙДОУ -3 на конец 2018 года находилось: на средних орбитах – 18 НКА; на геостационарной орбите – 1 НКА.

Планомерное развитие системы БЭЙДОУ продолжалось с учетом выпуска обновления технической информации, публикацией планов по новым запускам, а также демонстрацией возможности реализации глобальной услуги коротких текстовых сообщений.

27 декабря 2018 года Китай объявил об успешном завершении второго этапа создания системы BDS-3 и начале предоставления первичных навигационных услуг системы БЭЙДОУ в глобальном масштабе.

20 апреля 2019 года Китай запустил 44-й космический аппарат БЭЙДОУ, являющийся и первым спутником третьего поколения БЭЙДОУ -3 (BDS-3) на наклонной геосинхронной орбите Земли.

СПУТНИКОВАЯ ГРУППИРОВКА В 2020 ГОДУ

В период с марта по июнь 2020 года на геостационарную орбиту (ГСО) было запущено два спутника серии BDS-3, одновременно с этим были завершены испытания двух спутников, размещенных на наклонной геосинхронной орбите (НГСО), двух спутников, размещенных на ГСО и двух спутников, размещенных на средней околоземной орбите (СОО).

По результатам проведенных мероприятий глобальная спутниковая группировка была введена в строй.

На данный момент система БЭЙДОУ предлагает пользователям по всему миру следующие типы услуг: определение местоположения, услуги координатно-временного и навигационного обеспечения (КВНО), глобальная услуга передачи коротких сообщений (GSMC), региональная услуга передачи коротких сообщений (RSMC), международная служба сопровождения поисково-спасательных операций (SAR), система функционального дополнения космического базирования (BDSBAS), система функционального дополнения наземного базирования (BDGAS) и услуга высокоточной навигации в реальном времени (PPP). В рамках реализации системы БЭЙДОУ прикладываются постоянные усилия в направлении развития возможностей ГНСС и содействие развитию приложений и технологий, используемых в рамках работы ГНСС.

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ СПУТНИКОВОЙ ГРУППИРОВКИ

К концу 2020 года пользователям по всему миру предлагались услуги, предоставляемые от 45 спутников, использующихся по целевому назначению: 15 спутников серии 15 БЭЙДОУ-2 и 30 спутников серии БЭЙДОУ -3.

В целом, точность передаваемого в пространстве сигнала системы БЭЙДОУ не хуже 0,5 м, точность определения местоположения (в среднем по всему миру) не хуже 10 м, точность измерения скорости 0,2 м/сек, а точность определения времени не хуже 20 наносекунд. В Азиатско-Тихоокеанском регионе точность определения местоположения с помощью системы BDS около 5 м, точность измерения скорости 0,1 м/сек, а точность определения времени менее 10 наносекунд.

В ключевой области покрытия доступны 30 спутников серии БЭЙДОУ-3 и 15 спутников серии БЭЙДОУ -2, которые обеспечивают совместное предоставление услуг, используя сигналы в диапазонах B1I и B3I. Фактические средние измеренные точности определения местоположения составляют примерно 1,48 м по горизонтали и 2,99 м по вертикали (с вероятностью 95%), что лучше примерно на 30% и 5% соответственно, в отличие от результатов, которые были достигнуты, если полагаться только на возможности системы BDS-2.

В будущем планируется создание более «умной», более доступной и более интегрированной навигационной системы на базе БЭЙДОУ, которая должна быть запущена к 2035 году.

Китай активно занимается развитием национальной космической программы. Китайские специалисты разрабатывают метеорологические, телекоммуникационные и навигационные спутники. Также они работают над созданием технологии для освоения Луны. Кроме того, учение реализуют проект по исследованию астероидов и Марса. К его изучению они собираются приступить в 2020–2025 годах.

5 КА на геостационарной орбите (ГCО)	точки	58,75°в.д., 80°в.д., 110,5°в.д., 140°в.д., 160°в.д.
5 КА на геостационарной орбите (ГCО)	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

Типы КА

КА НА ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ И ГЕОСИНХРОННОЙ НАКЛОННОЙ ОРБИТЕ:

Головной подрядчик	Китайская академия космических технологий CAST
Спутниковая платформа	DFH-3/3B
САС	~15 лет
Масса	828 кг
Сигналы	B1 (открытый и специальный), B2(открытый), B3(специальный)
БСУ	2 Rb (китайского производства)
Дополнительное оборудование	лазерные отражатели регистраторы космических частиц

КА BEIDOU НА СРЕДНЕВЫСОТНОЙ ОРБИТЕ:

Головной подрядчик	Китайская академия космических технологий CAST
Спутниковая платформа	DFH-3B
САС	~12 лет
Масса	1625 кг
Сигналы	B1 (открытый и специальный), B2(открытый), B3(специальный)
БСУ	2 Rb (китайского производства)
Дополнительное оборудование	лазерные отражатели регистраторы космических частиц

Навигационные радиосигналы

Спектр навигационных радиосигналов системы БЭЙДОУ

Характеристики навигационных радиосигналов системы БЭЙДОУ
Диапазон	Несущая частота, МГц	Сигнал	Длительность кода ПСП, символы	Тактовая частота, МГц	Вид модуляции	Скорость передачи ЦИ, БИТ/С
B1	1 575,42	B1-CD B1-CP B1D B1P	2 046	1,023 1,023 2, 046	MBOC (6, 1, 1/11) MBOC (6, 1, 1/11) BOC (14, 2)	50/100 нет 50/100
B2	1 191,79	B2aD B2aP B2bD B2bP	2 046	10,23 10,23 10,23 10,23	AltBOC (15, 10) AltBOC (15, 10) AltBOC (15, 10) AltBOC (15, 10)	25/50 нет 50/100 нет
B3	1 268,52	B3 B3-AD B3-AP		10,23 2,5575 2,5575	QPSK (10) BOC (15, 2,5) BOC (15, 2,5)	500 50/100 нет

СИСТЕМА КООРДИНАТ И ШКАЛА ВРЕМЕНИ

Система координат

Система времени

Наземный комплекс управления

Что такое Beidou (Бэйдоу) в смартфоне

Все чаще в характеристиках коммуникационных возможностей смартфонов можно встретить в графе «навигация» упоминание про BeiDou или BDS. Поэтому у непосвященных пользователей возникает вопрос, что именно представляет собой данная функция и какие возможности она предоставляет владельцу аппарата. Также многим интересно, в каких устройствах имеется Бэйдоу, работает ли данная функция в Европе и как ею воспользоваться.

Beidou (Бэйдоу) – это китайская комбинированная навигационная система. Начало ввода в эксплуатацию состоялось в 2000 году. Названа она в четь китайского имени созвездия Большой Медведицы. Система призвана стать конкурентом для американской GPS и российской ГЛОНАСС. Как и соперники, это – комплекс двойного назначения, предназначенный в первую очередь для вооруженных сил, но также доступный гражданским пользователям. В настоящее время (начало 2017 года) система еще не носит глобального масштаба, так как не покрывает всей земной поверхности. Этой цели китайцы планируют достичь в 2020 году.

Как устроена Beidou

Система навигации Beidou состоит из космической и наземной частей. Первую представляет группировка спутников, расположенных на геостационарных и средних околоземных орбитах. Наземный комплекс состоит из сети базовых станций, также осуществляющих определение местоположения, ускоряющих работу и повышающих точность навигации. Наземные станции на данный момент располагаются в основном на территории Китая и некоторых азиатских стран, являющихся его союзниками или партнерами. А вот спутниковая группировка частично доступна и в Европе.

Как и в GPS или ГЛОНАСС, в Beidou навигация осуществляется путем измерения длительности прохождения радиосигнала от передатчика (спутника или наземной базы) – к приемнику (навигатору или смартфону). Так как скорость распространения радиоволн фиксирована (она равна скорости света), зная координаты хотя бы 3 источников сигналов и время прохождения этих сигналов, Бэйдоу определяет местоположение смартфона. Точность позиционирования в идеале составляет менее 1 метра.

На самом деле работа навигационной системы достаточно сложна, но для небольших умов, вроде моего, американский парень в видео ниже достаточно доходчиво объясняет принцип.

Но вернемся к Beidou.

Работает ли Beidou в Европе

Так как пока что покрытие Beidou не имеет глобальных масштабов, возникает вопрос, работает ли эта система на территории европейского континента. Ответ на него лишь частично положительный. В 2015 году китайцы открыли первую наземную станцию в ЕС, расположенную в Бельгии. Благодаря ей использование навигации Beidou становится условно возможным. Однако с учетом того, что одной базовой станции мало, а спутники на средней околоземной орбите находятся над Европой не круглые сутки – для высокоточного позиционирования этого может быть недостаточно.

Несмотря на ограниченную функциональность, толк от Beidou есть. На территории европейской части России, а также в Украине, Беларуси, странах Балтии сигнал от 2-3 китайских спутников можно наблюдать практически постоянно.

В каких смартфонах поддерживается BeiDou и как ею пользоваться

В силу общих принципов работы всех спутниковых систем навигации, производители клиентского оборудования (приемников) теоретически могут обеспечить их одновременную поддержку. На практике все (те же Qualcomm) зачастую так и поступают, но наличие аппаратной поддержки не всегда означает поддержку на программном уровне.

Китайские производители обычно включают ее в смартфонах, наряду с GPS и ГЛОНАСС (кроме устройств, чипсет которых физически не способен принимать сигналы BDS). А вот другие компании могут разграничивать смартфоны по рынкам. Например, устройство для Китая поддерживает только GPS и Beidou, а версия для постсоветского рынка – GPS и ГЛОНАСС. Проверить, работает ли ваш смартфон с китайскими спутниками, можно в программе AndroiTS GPS Test, выбрав вкладку со списком сателлитов. Принадлежность спутника к системе обозначается флажком ее страны, соответственно красные – это Beidou.

Если смартфон поддерживает Beidou – для ее использования не нужно предпринимать никаких дополнительных действий. Достаточно включить навигацию и запустить соответствующую программу. При необходимости китайские спутники будут использоваться для повышения точности и скорости позиционирования, параллельно с американскими и российскими.

Китаю больше не нужна американская GPS. Теперь у него есть своя система навигации

23 июня 2020

Автор фото, AFP

Успешно запустив во вторник последний из 35 спутников навигационной системы «Бэйдоу-3», Китай сделал еще один шаг к статусу ведущей космической державы.

Система «Бэйдоу-3» с глобальным покрытием, стоимостью в 10 млрд долларов, позволит КНР больше не зависеть от принадлежащей США системы навигации GPS (Global Positioning System).

Запуск планировался на прошлую неделю, но был перенесен из-за технических неполадок ракеты-носителя, обнаруженных во время предстартовых испытаний.

Во вторник утром он успешно состоялся с космодрома Сичан в провинции Сычуань с использованием ракеты-носителя «Чанчжэн-3B».

Запуск последнего спутника китайской системы навигации произошел на фоне растущего напряжения между Пекином и Вашингтоном из-за ситуации с коронавирусом, торговых споров и Гонконга.

Третья версия китайской Beidou Navigation Satellite System (BDS) создает альтернативу российской системе ГЛОНАСС, европейской Galileo и американской GPS.

Гонка в космосе

К 2035 году Пекин планирует запустить более доступную и интегрированную навигационную систему, ядром которой станет BDS.

Первая версия «Бэйдоу», называвшаяся «Большой ковш», была выведена из эксплуатации в 2012 году.

В последние 20 лет китайская космическая программа стремительно развивается. Пекин выделяет значительные средства на высокие технологии.

В 2003 году Китай стал третьей страной в мире, запустившей собственный космический корабль с экипажем. С тех пор КНР построила экспериментальную станцию на орбите и послала на Луну два лунохода.

Следующими этапами, как ожидается, станут орбитальная станция с постоянным экипажем, пилотируемый полет к Луне и отправка марсохода на Марс.

Если все это сбудется, Китай станет серьезным конкурентом Америки в исследовании космоса.

Натянутые отношения с США

С начала этого года отношения между Пекином и Вашингтоном ухудшились по нескольким направлениям.

Дональд Трамп и его администрация неоднократно критиковали Пекин за его поведение в связи со вспышкой коронавируса, впервые обнаруженного в Китае в декабре прошлого года.

В ответ на проталкивание Пекином нового закона о безопасности Гонконга президент США в прошлом месяце объявил о намерении отменить особый статус города в торговле и поездках.

На этой неделе американо-китайские отношения вновь привлекли к себе внимание в связи с публикацией книги бывшего помощника Трампа по национальной безопасности Джона Болтона. Отставной чиновник утверждал в ней, что его патрон якобы просил китайского лидера Си Цзиньпина посодействовать его переизбранию.

Спутниковая система навигации: GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, BEIDOU

Благодаря развитию цифровых технологий, старые бумажные карты были заменены электронными, которые для навигации используют спутниковые системы. Эта статья расскажет о том, когда была создана спутниковая навигации, её настоящее и ближайшее будущее.

Первые навигационные системы

Вторая мировая война ускорила развитие технологий, и привела к тому, что для морского флота США и Англии была создана навигационная система LORAN, основанная на работе радиомаяков. После окончания войны данный инструмент получили в распоряжение гражданские суда западных стран. Через некоторое время в СССР была разработана и введена в эксплуатацию навигационная система Чайка, которая работает, и эксплуатируется до настоящего времени. Указанные системы работали только в условиях морей и океанов.

У сухопутной навигации есть негативные факторы, такие как неровности рельефа и влияние ионосферы на время передачи сигнала. В условиях большого расстояние между навигационным маяком и объектом погрешность в определении его местоположения может достигать нескольких километров, что абсолютно недопустимо.

Поэтому наземные радиомаяки были заменены навигационными системами, разработанными для военных целей. Пионером отрасли можно назвать систему Transit или NAVSAT, запущенную в США в 1964 году. Технология использовала шесть спутников, размещенных на низкой орбите вокруг Земли. Эта система обладала средствами определения местоположения объекта с точностью до двухсот метров.

Советский Союз разработал и внедрил аналогичное средство навигации в 1976 году. Для военных целей использовалась система Циклон, а для гражданских объектов применялся аналог под названием Цикада. Наибольший недостаток ранних средств навигации заключался в малом количестве спутников, которые не давали достаточного покрытия сигнала. В результате пользоваться системой можно было только во время прохождения спутников над объектом.

GPS против ГЛОНАСС

Уже в 1974 году военное ведомство Соединенных Штатов запустило первый спутник системы навигации, которая со временем получит название GPS. Спустя 10 лет средства Global Positioning System стали доступными для гражданского флота и авиации, но с менее точным определением местоположения объектов. Последний спутник системы был выведен на орбиту в 1993 году, и для полного покрытия поверхности Земли потребовалось 24 сателлита.

Свою спутниковую навигацию под названием ГЛОНАСС, Советский Союз запустил в 1982 году. Глобальная Навигационная Спутниковая Система развивалась до 1995 года. Из-за малого срока эксплуатации спутников и недостатка финансирования система почти десять лет не работала. Восстановить её работу, с полным покрытием поверхности планеты, удалось только в 2010 году.

Чтобы исключить подобные проблемы, обе системы эксплуатируют 24 спутников, плюс 7 дополнительных, которые способны восполнить выходящие из строя сателлиты. Высота орбиты навигационных спутников около 20 тысяч километров, и за сутки сеть облетает планету дважды.

Принцип работы GPS

Метод определения позиции объекта в сети GPS основан на измерении расстояния от приемника до ближайших спутников. Местоположение спутников точно известно. Расстояние от объекта до спутников рассчитывается умножением времени задержки сигнала на скорость света.

Контакт объекта с первым сателлитом дает лишь ориентир на расположение приемника. Пересечение двух сигналов дает область расположения, трех определяет две точки, а четырех указывает на верную точку на карте. В роли ориентира используется наша планета, что позволяет вместо 4 сателлитов использовать только три. Теоретически точность определения местоположения объекта на карте равна двум метрам, но на практике существует большая погрешность.

Каждый из спутников отправляет приемнику следующую информацию:

Время и его поправку;
Альманах;
Координаты небесных тел;
Данные об ионосфере;

Точное время необходимо для замера задержки сигнала между отправкой и приемом.

Спутники системы навигации оснащены цезиевыми часами, обладающими высокой точностью. Преемники оборудованы кварцевыми устройствами. Проверка точного времени производится с помощью контакта с дополнительным спутником в системе.

Для проверки цезиевых часов используются более точные – водородные, которые находятся на Земле. В центре управления системой происходит расчет поправки времени для каждого спутника. После чего поправка отправляется приемнику.

Альманах представляет собой данные в виде таблицы параметров, указывающих на орбиты спутников на 30 дней. Расчет альманаха производится в центре управления системы.

Дополнительно приемник получает данные эфемерид, координат небесных тел, с помощью которых определяются отклонения орбиты. Расчеты производятся с учетом того, что скорость света постоянна только в вакууме, поэтому учитывается погрешность сигнала в ионосфере.

Передача данных в сети Global Positioning System производится по следующим частотам:

1575,42 и 1224,60 МГц. В системе спутники передают сигнал на одной частоте, с использованием кодированного разделения сигналов по принципу CDMA. То есть, передача данных выглядит как шум, который можно раскодировать с помощью индивидуального PRN-кода.

Этот подход к передаче данных обеспечивает высокую степень устойчивости помехам, а также использовать узкий диапазон частоты при обмене информацией. Это полностью не решает проблему поиска сигнала со спутника, на что есть свои причины:

Приемник не владеете информацией о местоположении спутника на орбите, удаляется он или приближается к объекту;
Соединение со спутником считается полноценным только в том случае, если приемник получает от него полный пакет данных;

Скорость передачи информации в системе GPS ограничена показателем в 50 бит/с. Если соединение прервано из-за радиопомех, то поиск спутника начинается снова.

Будущее спутниковых систем навигации

В настоящее время GPS и ГЛОНАСС одинаково популярны. Они применяются в гражданской навигации, и современные чипы поддерживают эти стандарты на равных, подключаясь к ближайшему сателлиту.

Американская и российская системы навигации не единственные в своей отрасли. BEIDOU (Китай), IRNSS (Индия) и QZSS (Япония) новые представители навигационных средств. Они рассчитаны на работу только на территории своих государств, и используют небольшое количество орбитальных сателлитов.

Наибольший интерес вызывает европейская разработка под названием GALILEO. Данная система будет запущена к 2020 году. На старте разработчики планировали использовать сеть для европейского региона, но данным проектом заинтересовались страны Ближнего Востока и Южной Америки. Поэтому GALILEO может стать полноправным конкурентом в глобальной сети навигации. Система будет совместима с уже существующими, GPS и ГЛОНАСС, что повлияет на скорость поиска спутников и качество позиционирования объектов.

Мобильная навигация: как телефоны пополнились развлечениями с GPS

Сегодня смартфоны с возможностями навигации стали настолько привычными, что они стали вытеснять с рынка специализированные устройства. Этот материал о том, как в телефонах появился GPS и развлекательные сервисы на основе определения местоположения.

Навигация и телефоны

Появление в мобильных гаджетах навигационных систем стало одним из важнейших прорывов, который изменил повседневную жизнь практически каждого пользователя. Сегодня в качестве глобальной навигационной системы обычно считают GPS (Global Positioning System). Еще одной крупной навигационной системой является российская ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система), которую начали создавать еще в СССР. Кроме них есть также европейская Галилео, китайская BDS (BeiDou Navigation Satellite System) и индийская IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System).

Из всех систем полностью глобальной является GPS, остальные активно развиваются. Например, ГЛОНАСС только недавно получила покрытие всей территории России, но для охвата всей планеты ей не хватает спутников. Европейский Galileo планируют ввести в работу в 2019 году, пока же на орбите есть лишь четыре спутника. BDS работает с 2000 года, но имеет очень ограниченное покрытие Китая. Глобальная версия этой навигационной системы создается в последние несколько лет.

Принцип работы всех систем примерно одинаков. Навигационная система определяет местоположение устройства, измеряя расстояние до спутников, которые имеют постоянные координаты. Чтобы покрыть всю планету, требуется 24 спутника, но в реальности их число достигает 30 – некоторые находятся в запасе.

Однако информацию о местоположении можно получать не только из космоса: телефоны могут узнавать свою позицию через базовые станции операторов. Последние имеют точные координаты, и мобильник может измерить примерное расстояние до них.

Первый в мире мобильный с поддержкой GPS появился в 2000 году – им стала модель Benefon ESC. Но массовым стал выпущенный в 2006 году Benefon Twig – простой телефон (не смартфон) со встроенным набором карт. А первым гаджетом с ГЛОНАСС на борту стал операторский смартфон МТС 945, который разработали совместными усилиями компаний «Ситроникс», Qualcomm и ZTE в 2011 году. Остальные навигационные системы пока не дошли до стадии, когда их можно встроить в мобильные телефоны.

Услуги с определением местоположения

Современные смартфоны имеют достаточно мощную начинку, чтобы они умели выводить больше информации, зная свои координаты. Подобное направление услуг получило общее название Location-based service (с англ. – служба, основанная на местоположении), или сокращенно LBS. Сегодня ими может воспользоваться практически каждый абонент, и LBS предоставляет такие услуги: определение собственного местоположения, определение местоположения другого абонента, услуги навигации и слежения, прогнозы погоды в определенном регионе, поиск ближайших кафе, кинотеатров и других объектов инфраструктуры, игры и службы знакомств.

Благодаря сервисам на основе местоположения пользователи могут не только получать информацию, но и создавать ее. Подобным проектом является OpenStreetMap (www.openstreetmap.org). Каждый желающий может создавать и вносить изменения в карты, загружая, например, данные о своих передвижениях. Благодаря этому карты получаются очень точными и часто обновляются. Подобная особенность позволила использовать созданную таким образом навигацию во время спасательных работ после землетрясения на Гаити в 2010 году.

Особенно хорошие результаты получаются при групповом создании карт автодорог. В проекте Waze (www.waze.com) карты составляют сами пользователи. Если по дороге проедет минимум два человека, дорога считается подтвержденной и появляется на карте.

С помощью GPS и навигационных сервисов на его основе можно получать не только карту дорог, но даже неба. Приложение Sky Map for Android (www.google.com/sky/skymap) позволяет превратить смартфон в мобильный планетарий. Утилита считывает показания GPS и других датчиков, определяет, куда направлен телефон, и показывает соответствующий участок неба.

Навигация и развлечения для украинцев

Украинцы тоже активно используют навигационные возможности своих мобильных. Так, МТС предлагает услугу «Компас». С ее помощью можно найти ближайшее кафе, аптеку, гостиницу или госучреждение, даже если телефон из технологий поддерживает только WAP. Через этот протокол доставляется информация о заведениях инфраструктуры.

С помощью сервисов на основе GPS может выгодней работать даже бизнес. Например, услуга МТС «Навигатор» позволяет компаниям отслеживать перемещения своего автопарка и оптимизировать маршруты, потребление топлива, простои и другие параметры.

Кроме этих сервисов, украинцы также развлекаются с GPS, играя в геокешинг. Суть игры состоит в поиске по географическим координатам тайников других игроков, используя GPS-приемник. Присоединиться к ней можно на одном из крупнейших украинских сообществ на сайте «Шукач» (www.shukach.com).

Directions 2021: BDS вступает в новую эру глобальных услуг

Ян Чанфэн, главный архитектор навигационной спутниковой системы BeiDou, выступает на международном мероприятии. (Фото: BDS)

31 июля 2020 г. была официально запущена глобальная версия навигационной спутниковой системы (BDS) BDS-3, ознаменовав завершение трехэтапного процесса разработки. BDS вступает в новую эру глобальных услуг. Следуя принципу «служить миру и приносить пользу человечеству», BDS предоставляет пользователям во всем мире семь типов услуг, включая услуги позиционирования, навигации и синхронизации (PNT), глобальную службу коротких сообщений (GSMC), региональную службу коротких сообщений. служба связи (RSMC), международная поисково-спасательная служба (SAR), спутниковая система дополнения BeiDou (BDSBAS), наземная система дополнения BDS / GNSS (BDGAS) и система точного определения местоположения (PPP) услуга.BDS постоянно вносит свой вклад в улучшение возможностей GNSS и способствует развитию приложений и технологий GNSS.

В 2020 году, когда строительство BDS было успешно завершено, компания BDS добилась плодотворных успехов в разработке приложений и интернационализации.

Системное строительство

Развертывание космических группировок. С марта по июнь 2020 года были запущены два спутника BDS-3 GEO, завершены орбитальные испытания двух спутников IGSO, двух спутников GEO и двух спутников MEO.В результате глобальная группировка систем была успешно развернута.

К концу октября 2020 года 45 работающих на орбите спутников BDS предоставляют услуги глобальным пользователям, в том числе 15 спутников BDS-2 и 30 спутников BDS-3.

Разработка наземных систем. Построено, испытано и сдано в эксплуатацию более 40 новых наземных станций. Наземная система BDS работает стабильно, поддерживая ежедневные операции BDS.

Расширение базовых услуг

Вообще говоря, точность сигнала BDS в пространстве лучше, чем 0.5 м, точность глобального позиционирования BDS лучше 10 м, точность измерения скорости BDS лучше 0,2 м / с, а точность синхронизации BDS лучше 20 нс. В Азиатско-Тихоокеанском регионе точность позиционирования BDS лучше 5 м, точность измерения скорости лучше 0,1 м / с, а точность синхронизации лучше 10 нс.

В ключевой зоне обслуживания есть 30 спутников BDS-3 и 15 спутников BDS-2, которые совместно предоставляют услуги с использованием сигналов B1I и B3I.Фактическая средняя измеренная точность позиционирования составляет около 1,48 м по горизонтали и 2,99 м по вертикали (достоверность 95%), что является улучшением примерно на 30% и 5% соответственно по сравнению с использованием исключительно системы BDS-2.

В глобальном масштабе , с сигналами B1I, B3I, B1C и B2a, BDS-3 обеспечивает доступность услуг на уровне 100% (PDOP ≤6,). Фактическая измеренная точность позиционирования составляет около 1,54 м по горизонтали и 2,65 м по вертикали (достоверность 95%).

Интегрированные приложения

По мере того, как создание системы ускоряется, BDS также прилагает большие усилия для усиления разработки основных продуктов BDS и продвижения крупномасштабных приложений в различных областях. Интегрированные приложения и инновационные разработки используют модели «BDS +» и «+ BDS» для повышения качества и эффективности, а также для стимулирования здоровой и быстрорастущей отрасли GNSS.

Основные продукты. В настоящее время основные продукты BDS используются в таких областях, как приложения для массового рынка, где производительность достигла или близка к уровню мирового класса. Достигнут прогресс в исследованиях и разработках высокоточных микросхем, интегрированных в мультисистемную ВЧ-полосу. Чипы 28 нм производятся серийно, а чипы 22 нм собираются в массовое производство. В результате функции и производительность чипов выйдут на новый уровень.Навигационные чипы, модули, высокоточные платы и антенны BDS были экспортированы в более чем 120 стран и регионов, обслуживая миллионы пользователей по всему миру.

Промышленное применение. BDS широко используется в различных областях, включая связь и транспорт, общественную безопасность, сельское хозяйство, лесное хозяйство, животноводство и рыболовство, гидрологический мониторинг, метеорологическое прогнозирование, синхронизацию времени, распределение электроэнергии, а также предотвращение и смягчение последствий стихийных бедствий. Были получены значительные экономические и социальные выгоды.

В сфере транспорта за первые три квартала 2020 года более 7 миллионов автотранспортных средств использовали BDS. Количество почтовых транспортных средств и средств экспресс-доставки, использующих BDS, достигло 314 000, а количество судов — около 1369. В авиации общего назначения 300 самолетов используют BDS.

В сельском хозяйстве автоматические системы рулевого управления на основе BDS используются более чем в 45 000 единиц сельскохозяйственной техники и оборудования, что позволяет сэкономить 50% затрат на рабочую силу.Платформы для наблюдения за эксплуатацией сельскохозяйственной техники на базе BDS обслуживают 10 миллионов единиц сельскохозяйственной техники, что значительно улучшает управление и операционную эффективность.

В лесном хозяйстве услуги позиционирования BDS и передачи коротких сообщений широко используются для предотвращения лесных пожаров, защиты естественных лесов, лесной инспекции, борьбы с вредителями и так далее.

В области рыболовства BDS предоставляет управляющим рыбным хозяйством и рыболовным судам мониторинг местоположения судов, аварийно-спасательные работы, распространение информации, управление судами и другие услуги.Терминалы BDS установлены на более чем 70 000 рыболовных судов и судов правоохранительных органов Китая. Спасено более 10 000 человек.

Для предотвращения и смягчения последствий стихийных бедствий была построена трехуровневая платформа, охватывающая национальные министерства и провинции, чтобы предлагать шестиуровневые прикладные услуги с развертыванием более 45 000 терминалов BDS.

BDS играет важную роль в экстренном реагировании на крупные бедствия, такие как наводнение в Южном Китае и лесной пожар в Юго-Западном Китае в этом году.BDS ускоряет вход в строительство новой инфраструктуры и глубоко интегрирован с новыми технологиями, такими как связь следующего поколения, блокчейн, Интернет вещей, искусственный интеллект и многое другое. Постоянно появляются новые режимы, форматы и рынки для приложений BDS.

Приложения для массового рынка. Сервисы навигации и позиционирования на основе BDS были приняты различными предприятиями в области электронной коммерции, интеллектуальных мобильных терминалов, сервисов на основе определения местоположения, экономики совместного использования и жизнеобеспечения людей, что коренным образом изменило производство и образ жизни людей.Так же, как вода и электричество, BDS предоставляет общественные услуги, которые легко доступны и доступны по запросу. В приложениях для смартфонов отечественные и международные производители основных микросхем выпустили интегрированные микросхемы связи и навигации, совместимые с BDS. Более 90% компаний мобильной связи, подавших заявки на доступ к внутренней сети Китая, поддерживают позиционирование BDS. Смартфоны от Huawei, MI, Apple, VIVO, OPPS и других крупных китайских брендов поддерживают BDS.

Стандарты BDS. Обновление и модернизация стандартной системы BDS проходит гладко, скоро будет выпущена версия 2. 0. Стандартные системы приложений BDS будут опубликованы в электрической, железнодорожной и других отраслях. Пересмотр национальных стандартов BDS неуклонно продвигается. Четыре национальных стандарта были выпущены в начале 2019 года, а к концу 2020 года будет выпущено 28 национальных стандартов. Сорок два стандарта, связанных с программой BDS, были выпущены тремя партиями, а 58 новых стандартов находятся в стадии разработки.

Работа, связанная с интеллектуальной собственностью BDS, ведется, и различные инновационные организации продолжают совершенствовать возможности BDS по созданию, использованию и защите интеллектуальной собственности. Статистика показывает, что количество заявок на патенты в Китае, связанных с GNSS, достигло 12170 в 2019 году и 9411 к концу октября, со средним темпом роста 21,7% за последние три года.

Международное сотрудничество

Двустороннее сотрудничество. BDS продолжает осуществлять двустороннее сотрудничество с другими GNSS для обеспечения совместимости, взаимодействия и совместных приложений. Под Китай-США. платформа гражданского сотрудничества GNSS, были созданы рабочие группы для постоянного сотрудничества и обмена в таких областях, как совместимость и функциональная совместимость, системы функционального дополнения и авиационные приложения, положения гражданской службы и т. д. Китай и Российская Федерация провели седьмую двустороннюю встречу в октябре , и продвигает знаковые демонстрационные проекты, такие как создание совместных наземных станций, трансграничные перевозки и точное земледелие.Китай и Европейский Союз осуществляют координацию, обмены и сотрудничество в рамках диалога о сотрудничестве Китая и ЕС в космической сфере.

Многостороннее сотрудничество. Команда BDS участвует в заседаниях Международного комитета по глобальным навигационным системам (ICG) и постоянно способствует обсуждению соответствующих тем. Опыт борьбы с COVID-19 с использованием BDS / GNSS, а также приложений BDS для предотвращения и контроля пандемии делится с международным сообществом GNSS. Во время девятой встречи министров Форума сотрудничества между Китаем и арабскими государствами, состоявшейся в июле, видеоконференции способствовали углублению китайско-арабского сотрудничества в области спутниковой навигации.

Международные приложения BDS. Благодаря экспорту высокоточных продуктов BDS, BDS широко используется в различных регионах и областях, таких как регистрация земли, точное земледелие, складская логистика в странах АСЕАН, строительство в Западной Азии, время в аэропортах и морские перевозки в Южной Азии, инспекции электростанций в Восточной Европе и землеустройства в странах Африки.Высокоточная продукция BDS экспортируется в более чем 120 стран и регионов. Технологии и продукты BDGAS систематически экспортируются, обслуживая более 100 миллионов пользователей по всему миру.

Международные стандарты. BDS был принят многими международными организациями, включая ИКАО, Международную морскую организацию, Коспас-Сарсат и мобильную связь. Выпущен ряд международных стандартов, поддерживающих BDS. В марте Международная электротехническая комиссия (МЭК) официально выпустила первый международный стандарт для проверки приемного оборудования судов BDS (IEC 61108-5), который обеспечивает основу для глобальных классификационных обществ для проведения сертификации оборудования BDS на судах.В июле была официально выпущена первая партия стандартов 3GPP, поддерживающих сигнал BDS B1C. Серия стандартов будет поддерживать сигналы BDS в Assisted GNSS (A-GNSS) связи 5G. К концу года будет официально выпущен стандарт Радиотехнической комиссии для морских служб (RTCM) 10403.X, который полностью поддерживает BDS, что станет важной вехой в создании общего стандарта формата данных для приемников BDS.

Придерживаясь концепции развития «китайских BDS, мировых и первоклассных BDS», разработка BDS активно продвигает дух Beidou в новую эру — независимые инновации, открытая интеграция, единство и стремление к совершенству.К 2035 году будет создана более распространенная, интегрированная и всеобъемлющая национальная система PNT с пространственно-временной инфраструктурой информационных услуг, охватывающая космос, небо, Землю и море, и обеспечивающая унифицированную высокую точность, высокий интеллект, высокий уровень безопасности и высокую эффективность. Он обеспечит основную поддержку для будущих интеллектуальных и беспилотных разработок; постоянно продвигать обновление системы; интегрировать новые технологии, такие как связь нового поколения и низкоорбитальное увеличение; стремиться развивать высококачественные возможности, такие как квантовая навигация, навигация с полным исходным кодом и микро-PNT; и построить инфраструктуру пространственно-временного информационного обслуживания, охватывающую космос, небо, Землю и море, с высокой точностью, высоким интеллектом, высокой безопасностью и высокой эффективностью.

China завершает разработку системы навигации BDS, снижая зависимость от GPS

«Десять, девять, восемь… три, два, один. Запуск». Спокойный голос командира Инь Сянъюань в горной долине Ляншань в провинции Сычуань на юго-западе Китая вскоре был подавлен громовым грохотом ракетного запуска во вторник.

Ракета-носитель Long March-3B, несущая последний спутник отечественной навигационной спутниковой системы BeiDou, или BDS, стартовала с космодрома Xichang Satellite Launch Center во вторник утром.

После получасового полета космический аппарат, третий спутник на геостационарной околоземной орбите (GEO) и 30-й спутник третьего поколения системы BeiDou, или BDS-3, успешно вышел на запланированную орбиту, отметив завершение создания глобальной геолокационной сети, которая также является крупнейшей космической системой Китая и одной из четырех глобальных навигационных сетей. Три других — это американский GPS, российский ГЛОНАСС и европейский Galileo.

Запуск последнего спутника китайской системы BeiDou ранее был запланирован на 16 июня, но был отложен после того, как в ходе предзапускных испытаний были обнаружены технические проблемы с ракетой Long March-3B.

Космические запуски всегда были полны проблем и иногда сопряжены с высоким риском неудачи. По словам инсайдеров, отсрочка последнего запуска и возобновления BeiDou после решения проблем еще раз показывает, что китайские космические ученые придерживаются научного духа, не допуская ошибок на любом этапе миссии.

Фото: Hu Xujie

Производительность мирового класса

Последний спутник GEO является 55-й системой BDS и будет работать с другими участниками сети, позволяя глобальным пользователям получать доступ к высокоточной навигации, позиционированию и времени, поскольку а также услуги связи.

По сравнению с серией предыдущего поколения, группировка BDS-3 с группой из 30 спутников на трех разных плоскостях орбиты — три на GEO, три на наклонных геостационарных орбитах и 24 на средней околоземной орбите — имеют более высокую По словам подрядчика проекта, Китайской академии космических технологий, принадлежащей государственному космическому гиганту China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC ).

BDS-3 также обладает лучшими возможностями обмена сообщениями, увеличивая его уникальную пропускную способность службы коротких сообщений со 120 китайских символов до 1200 на сообщение, а более высокая пропускная способность связи также увеличивает количество пользователей с 500 000 до 5 миллионов.

BDS-3 также может предоставлять услуги точного точечного позиционирования (PPP) с динамической точностью дециметрового уровня и статической точностью сантиметрового уровня, то есть он может поддерживать такие приложения, как автопилот для транспортных средств и точная стыковка судов. .

Ян Чанфэн, главный архитектор BDS, сообщил Global Times в понедельник, что китайский BDS совместим с GPS США, российской ГЛОНАСС и европейской системой Galileo, и пользователи во всем мире могут свободно выбирать из четырех систем с лучшим сигналом из глобальные навигационные спутниковые системы с более чем 100 спутниками.

Главный архитектор сказал, что у BDS есть спутники на трех орбитальных плоскостях в Азиатско-Тихоокеанском регионе, что делает его более способным противостоять возмущениям от окклюзии даже в таких средах с многослойными поверхностями в городских районах и в лесах.

Пользователи в регионах с низкими широтами в Азиатско-Тихоокеанском регионе могут пользоваться услугами непрерывной навигации от BDS в этих обстоятельствах, и точность службы BDS так же хороша, как и у GPS в США, и во всем мире. Ян отметил, что качество мирового класса.

Ян также сообщил СМИ во вторник, что завершение строительства группировки BDS-3 знаменует собой шаг вперед в продвижении Китая к космической державе.

Миссия завершит создание системы BDS-3, которая, по словам Ву Ди, ученого из технологического центра спутникового позиционирования Уханьского университета в провинции Хубэй в центральном Китае, будет способствовать дальнейшему повышению качества услуг системы для пользователей во всем мире. с большим количеством спутников над каждым углом по всему миру, которые будут передавать более сильные сигналы.

Китайское управление спутниковой навигации сообщило во вторник, что большая часть мира начала использовать BDS.

Офис сообщил Global Times в заявлении во вторник, что Управление ООН по вопросам космического пространства отправило специальный видеоролик, чтобы поздравить с успешным запуском, а также высоко оценил вклад системы BeiDou в мировое социальное и экономическое развитие.

Ракета-носитель Long March-3B, несущая последний спутник отечественной навигационной спутниковой системы BeiDou (BDS), стартует с космодрома Xichang Satellite Launch Center во вторник утром.Фото: VCG

Ключевые стратегические активы

People’s Daily во вторник выпустила специальный видеоролик, чтобы проиллюстрировать, почему Китай решил разработать такую местную систему, когда американская система GPS уже используется и занимает большую часть гражданского рынка.

Ответ, который он предложил, заключался в том, что, хотя китайские пользователи извлекают выгоду из GPS, американская система не наша, и видео указывало на то, что сигналы GPS были разработаны ВВС США в 1970-х годах. А владение собственной местной навигационной спутниковой системой — лучший способ противостоять чужому контролю.

«Манипуляция сигналами США парализует любое оружие, полагающееся исключительно на GPS, что приведет к невыносимым результатам», — подчеркивается в видео.

Американская система GPS и российская система ГЛОНАСС в первую очередь предназначались для использования в военных целях с использованием в качестве побочного продукта в гражданских целях, сообщил во вторник Global Times военный эксперт и телекомментатор Сун Чжунпин.

В военных конфликтах наличие таких ключевых стратегических активов будет иметь огромное значение, отметил Сонг.

Например, высокоточная навигация BDS может направлять запуск ракет, а комбатанты могут использовать службу точного времени, предлагаемую BDS, для эффективной координации, сказал военный эксперт.

Инфографика: GT

Тяжелая работа поколений

Китай начал исследования и разработку собственной спутниковой системы страны в 1994 году, чтобы уменьшить свою зависимость от иностранных сетей, особенно в сложных внешних условиях.

Первый спутник BeiDou вышел на орбиту в 2000 году и начал предоставлять услуги позиционирования, навигации, времени и обмена сообщениями пользователям в Китае и Азиатско-Тихоокеанском регионе в декабре 2012 года.

Система BDS начала предоставлять глобальные услуги в конце 2018 года, когда было завершено строительство первичной системы BDS-3.

BeiDou поддерживает десятки предприятий и государственных секторов в Китае, от транспорта и сельского хозяйства до передачи электроэнергии и рыболовства, и сотни миллионов терминальных устройств с поддержкой BeiDou были проданы и используются.

В области транспорта BDS широко используется для мониторинга и управления приоритетными перевозками, обеспечения безопасности дорожной инфраструктуры, планирования портов и высокоточного позиционирования в реальном времени.

К концу 2019 года на материковой части Китая более 6,5 миллионов автотранспортных средств, 40 000 автомобилей почтовой и экспресс-доставки, 80 000 автобусов в 36 центральных городах, 3200 объектов внутреннего судоходства и 2900 объектов морского судоходства приняли BDS, образуя Крупнейшая в мире система динамического мониторинга дорожных транспортных средств.

Более 70 000 рыболовных судов и судов правоохранительных органов установили терминалы BeiDou и более 10 000 человек были спасены благодаря приложению BeiDou.

Эталон времени для сетей общественной безопасности был синхронизирован на основе служб хронирования BDS. BDS играет важную роль в обеспечении безопасности на крупных мероприятиях, таких как встреча Азиатско-Тихоокеанского экономического сотрудничества (АТЭС) и саммит G20.

В области смартфонов основные производители микросхем как дома, так и за рубежом представили интегрированные микросхемы, совместимые с BDS. К третьему кварталу 2019 года более 400 моделей смартфонов, проданных в Китае, поддерживали функции позиционирования, из которых около 300 моделей поддерживали BDS.

Масштабы навигационного спутникового позиционирования и отрасли навигации в Китае достигли 345 миллиардов юаней (48,6 миллиарда долларов) к 2019 году, что на 14,4 процента больше, чем в предыдущем году, согласно ежегодному отраслевому отчету.

Цао Чонг, старший эксперт по индустрии спутниковой навигации из Пекина, сообщил Global Times, что к концу 2020 года масштабы отрасли, как ожидается, превысят 400 миллиардов.

Цао сказал, что это следующий шаг по дальнейшему продвижению системы BDS в рынок внутри страны и за рубежом заключается в исследованиях и разработках терминальных возможностей, которые должны не отставать от повышенной мощности BDS-3.«Есть огромный рыночный потенциал».

Миссия во вторник ознаменовала собой 44-й запуск спутника BeiDou для серии ракет Long March-3A с 31 октября 2000 года, к которой принадлежит ракета Long March-3B. Ракеты отправили на орбиту 59 спутников BeiDou, в том числе четыре экспериментальных, со 100-процентным успехом.

По мере того, как система BDS продолжает развиваться, в ракетной серии Long March-3A также начали использоваться трехрежимные приемники, совместимые с сетями BDS, GPS и ГЛОНАСС, — Цзян Цзе, главный инженер ракетной серии, из Китая. Академия ракет-носителей, также входящая в состав CASC, сообщила Global Times.

Поскольку все три режима дополняют друг друга, они работают вместе, чтобы повысить точность орбиты ракет и снизить потребление топлива, отметил Цзян.

Заголовок газеты: Система BeiDou завершена

GPS, Осторожно. А вот и система Китая

По мере того, как США возводят стены национальной безопасности против китайских компаний, а Пекин продвигается вперед в достижении целей самодостаточности, растущая спутниковая сеть теперь может составить конкуренцию U.Версия S., которая начиналась как военный проект в 1970-х годах и до сих пор имела монополию в области навигации и картографии. Системы до некоторой степени совместимы друг с другом, а это означает, что есть место для взаимодействия и возможной замены. Однако по некоторым показателям последняя версия BeiDou лучше: ее сигналы имеют точность до 0,41 метра по сравнению с 0,5 метра GPS в среднем, по мнению аналитиков Jefferies Financial Group Inc. Китай заявил, что 100% ключевых компонентов для спутника BDS-3 производятся внутри страны.Станет ли китайская система в конечном итоге тем, чем была система GPS для мира на протяжении десятилетий — использовалась во всем: от военных целей до устранения пробок на дорогах и поиска ближайшего итальянского ресторана — на данном этапе менее важно, чем тот факт, что Пекин нацелен на продвижение вперед и создание вокруг него экосистемы, включая цепочки поставок производителей и поставщиков услуг.

История продолжается под рекламой

Реальные выгоды от BDS могут получить промышленный комплекс Китая.Взлетели акции местных компаний, таких как Guangzhou Haige Communications Group Inc. и Beijing BDStar Navigation Co., которые предоставляют соответствующие продукты и услуги. За последние пять лет расходы на исследования и разработки составили от 10% до 15% доходов компаний. Ожидается, что в этом году объем производства в отрасли спутниковой навигации превысит 400 миллиардов юаней (57 миллиардов долларов). Несколько других компаний, которые когда-то производили радиоустройства и рации, теперь являются лидерами в области спутниковой связи.Это привело к снижению затрат, что позволило более широко применять его в логистике, на фермах и фабриках в то время, когда Пекину необходимо повысить эффективность и производительность для стимулирования роста.

BeiDou — с 56 спутниками — уже воспринимается как «более продвинутый, предлагающий более высокую точность и сложное покрытие» по сравнению с его американскими и российскими конкурентами, у которых в настоящее время имеется 35 и 30 орбитальных аппаратов соответственно, согласно Jefferies. Регулирующие органы на прошлой неделе отметили, что чипы, которые позволяют устройствам подключаться к навигационной системе, производятся массово, а их выпуск в прошлом году составил почти 50 миллиардов долларов.Система все чаще используется; более чем в 100 странах Африки, Восточной Европы и Юго-Восточной Азии теперь в той или иной степени используется. Некоторые участники программы «Один пояс, один путь» начинают использовать китайский «Космический шелковый путь», например, для создания «умных» портов и наземных карт. Дома картографические службы используются в машиностроительной и автомобильной промышленности, а также в такси, грузовиках и рыболовных судах. Может ли это выйти за рамки этого? Конечно, система США не стоит на месте. Наряду с государственными органами оборонные компании, такие как Raytheon Technologies Corp.и Lockheed Martin Corp. постоянно работают над модернизацией; миллиарды долларов используются. Но теперь есть настоящая конкуренция.

Помимо технологий и потенциала, замена GPS сопряжена с другим (большим) препятствием: доверием. Опора на любого поставщика данных о местоположении в эти все более протекционистские времена может быть тревожной. Даже если жалобы на то, что GPS становится все более устаревшим, будут частыми, воспользуются ли пользователи во всем мире системой, управляемой Пекином, какой бы точной она ни была? Твоя догадка так же хороша как и моя.

Эта колонка не обязательно отражает мнение редакционной коллегии или Bloomberg LP и ее владельцев.

Анджани Триведи — обозреватель Bloomberg Opinion, освещающий промышленные компании в Азии. Ранее она работала в Wall Street Journal.

Китай запускает последний спутник BDS для завершения глобальной навигационной группировки — Синьхуа

Ракета-носитель с последним спутником навигационной спутниковой системы BeiDou (BDS) стартует с космодрома Сичан в провинции Сычуань на юго-западе Китая, 23 июня 2020 года.Китай запустил последний спутник BDS из Центра запуска спутников Xichang во вторник в 9:43 утра (по пекинскому времени). (Фото Ху Сюцзе / Синьхуа)

СИЧАНГ, 23 июня / Синьхуа / — Китай запустил последний спутник навигационной спутниковой системы (BDS) BeiDou во вторник, отметив завершение развертывания собственной глобальной навигационной системы.

Спутник, 55-й в семействе BeiDou, что в переводе с китайского означает «Большая Медведица», был запущен в 9:43 утра (по пекинскому времени) и отправлен на заданную орбиту ракетой-носителем Long March-3B со спутника Xichang Satellite Launch. Центр в провинции Сычуань на юго-западе Китая.

Миссия, 336-я ракета серии «Длинный поход», была «полным успехом», — заявили в стартовом центре.

Спутник, предназначенный для выхода на геостационарную околоземную орбиту (GEO), был последним из системы BDS-3, которая начала предлагать странам и регионам вдоль пояса и пути, а также мировую базовую навигационную услугу в декабре 2018 года.

BDS — одна из четырех глобальных навигационных спутниковых систем в мире. Остальные три глобальные навигационные системы — это GPS США, Galileo Европейского Союза и ГЛОНАСС России.

Китай активно поощряет сотрудничество и обмены между системой BDS и другими навигационными системами в таких областях, как строительство и применение, усиление совместимости и взаимодействия, совместное использование ресурсов и предоставление пользователям более квалифицированных, разнообразных, безопасных и надежных услуг.

По сравнению с другими глобальными системами в мире конструкция группировки BDS уникальна, включая среднюю околоземную орбиту (MEO), наклонную геостационарную орбиту (IGSO) и спутники GEO.

Система BDS-3 состоит из 30 спутников, включая 24 спутника MEO, три спутника IGSO и три спутника GEO.

По словам разработчика спутников Китайской академии космических технологий (CAST), три спутника GEO, включая недавно запущенный, могут помочь значительно улучшить общие технические показатели системы BDS-3.

Они представляют собой два отличительных продукта системы BDS — активное позиционирование и обмен короткими сообщениями, сообщает CAST.

Возможность передачи коротких сообщений системы BDS-3 была улучшена в 10 раз. Пользователи системы могут одновременно отправлять сообщения, состоящие из 1200 китайских иероглифов, а также изображения, что полезно в экстренных случаях.

Активное позиционирование, использующее технологию радиоизмерений, может предоставлять местоположение пользователей не только им самим, но и соответствующим сторонам, которые следят за их местонахождением, благодаря совместным усилиям двух спутников GEO.

Эта функция широко используется в поисково-спасательных, рыболовных и других областях, чтобы гарантировать безопасность людей.

Система BDS обеспечивает навигационные сигналы на нескольких частотах и может повысить точность обслуживания за счет использования комбинированных многочастотных сигналов.

Он также впервые объединяет возможности навигации и связи и может предоставлять услуги навигации, передачи коротких сообщений, спутникового дополнения, международного поиска и спасания, а также точного определения местоположения.

«BDS предоставляет ориентиры для определения местоположения в пространстве и времени, которые окажут большое влияние на социальное и экономическое развитие страны, а также на жизнь людей», — сказал Чэнь Чжунгуи, главный конструктор спутников BDS-3 в CAST.

«Это также заложит основу для строительства новой инфраструктуры, важного направления развития Китая на следующем этапе», — сказал Чен.

Китай начал изучение навигационной спутниковой системы, подходящей для его национальных условий, в 1980-х годах, заложив трехступенчатую стратегию.

Проект BDS-1, первый шаг, также известный как навигационная спутниковая демонстрационная система BeiDou, получил официальное одобрение в 1994 году, когда Китай все еще находился в условиях международной технологической блокады, а отечественные производители компонентов еще не были полностью развиты.

Команда начала исследовательские работы с солнечными батареями, — вспоминает Фан Беньяо, главный конструктор BDS-1 в CAST.

Настаивая на самообеспечении, старшее поколение команды BDS преодолело ряд технических проблем, в том числе связанных со спутниковой платформой Dongfanghong-3 и ключевыми компонентами, которые могли повлиять на срок службы спутников.

BDS-1 был завершен и введен в эксплуатацию в 2000 году с запуском двух спутников, что позволило получить полезный опыт в области создания и применения, а также обучить специалистов для следующих проектов.

Вторым шагом было строительство системы БДС-2, начатое в 2004 году.

Команда работала круглосуточно, в какой-то момент проводя 200-часовые непрерывные испытания с включением питания на стартовой площадке.

К концу 2012 года в общей сложности 14 спутников, включая пять спутников GEO, пять спутников IGSO и четыре спутника MEO, были успешно запущены для завершения развертывания.

Система BDS-2 — первая в мире гибридная группировка, в которой спутники на трех орбитах работают согласованно.Он начал предоставлять региональные услуги для пользователей в Азиатско-Тихоокеанском регионе в декабре 2012 года.

До того, как система BDS-2 официально предоставила региональные услуги, Китай начал разработку глобальной навигационной системы BDS-3 с лучшими характеристиками и надежностью.

В 2018 году был отмечен самый интенсивный запуск спутников BDS: в космос было отправлено 19 спутников.

По сравнению с системой BDS-2, сигналы системы BDS-3 были модернизированы для предоставления более качественных услуг.

Исследовательская группа из CAST также достигла технологических прорывов в межспутниковых каналах для облегчения связи, передачи данных и определения дальности между спутниками.

«Развитие технологий спутниковой навигации — это не только важный элемент инфраструктуры для Китая, но и элемент инфраструктуры, обеспечивающий услуги синхронизации, позиционирования и навигации для всего мира. Непрерывность и стабильность этих услуг очень важны», сказал Чи Джун, главный директор исследовательской группы CAST.

Расчетный срок службы спутников БДС-3 увеличен до 12 лет.

Спутники BDS-3 оснащены высокоточными атомными часами с рубидием и водородом, независимо разработанными Китаем для повышения точности.

Глобальные возможности навигационной спутниковой системы BeiDou

Abstract

Навигационная спутниковая система (BDS) BeiDou завершила развертывание группировки и начала предоставлять глобальные услуги.После достижения возможностей глобального охвата, глобальной первоклассной точности позиционирования, навигации и синхронизации (PNT), глобальной сети межспутниковых каналов (ISL) и глобальных популярных сервисов, BDS будет способствовать созданию всеобъемлющей инфраструктуры PNT в новую эру и играть более активную роль в международном сотрудничестве с другими поставщиками глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), чтобы лучше служить человечеству и миру.

BDS — это глобальная навигационная система, созданная и эксплуатируемая независимо Китаем.Являясь важной космической инфраструктурой, BDS предоставляет глобальным пользователям постоянные, всепогодные и высокоточные услуги позиционирования, навигации и синхронизации.

В конце 20 века Китай начал изучать пути развития спутниковой навигационной системы, подходящей для национальных условий, и постепенно сформулировал трехэтапный план развития. Первым шагом является завершение строительства демонстрационной системы навигации BeiDou (BDS-1) и предоставление услуг по всей стране.Вторым шагом является завершение строительства (региональной) системы спутниковой навигации BeiDou (BDS-2) и предоставление услуг в Азиатско-Тихоокеанском регионе к концу 2012 г. (Yang et al. 2014). Третий шаг — завершить BDS и предоставить услуги примерно к 2020 году (China Satellite Navigation Office 2016; Yang et al. 2018, 2019, 2020). После успешного запуска последнего спутника на геостационарной околоземной орбите (GEO) 23 июня 2020 года BDS завершила создание группировки. В настоящее время на орбиту запущено в общей сложности 55 спутников BDS, которые обеспечивают более непрерывные, стабильные, надежные услуги позиционирования, навигации и синхронизации для пользователей во всем мире.

Стремясь быть системой высшего класса, BDS разработана в Китае и предназначена для всего мира. Вступая в новую глобальную эру, BDS имеет новые возможности и новые обязанности, такие как глобальный охват, глобальная первоклассная точность для PNT, сети ISL, рекомендуемые услуги и глобальные услуги.

В настоящее время емкость глобального покрытия BDS была дополнительно улучшена, и доступность космических сигналов также достигла уровня мирового класса. Чтобы быть более конкретным, из-за существования спутников на высокой орбите (спутников GEO и IGSO, то есть спутников на геостационарной и наклонной геостационарной орбите) количество видимых спутников в Азиатско-Тихоокеанском регионе составляет от 7 до 15, а в среднем около 11 (China Satellite Navigation Office 2019a, b; Yang et al.2018, 2020).

Что касается точности, то на основе международной системы мониторинга и оценки GNSS (iGMAS), разработанной Китаем, обнаружено, что результаты измерений ошибки дальности сигнала в космосе (SISRE) BDS (China Satellite Navigation Office 2019a, b ), Galileo Navigation Satellite System (Европейская комиссия, 2019) и Global Positioning System (GPS) (National Coordination Office, 2019) спутники IIF и III похожи, все они имеют длину менее 1 м. Для более ранних спутников GPS IIR и IIR-M SISRE хуже, чем у более новых спутников, который составляет около 1–3 м.SISRE Глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) (ГК РОСКОСМОС, 2019) составляет около 2–6 метров.

Чтобы предоставлять более качественные услуги, BDS активно работает над совместимостью и взаимодействием с другими поставщиками GNSS. В настоящее время BDS и GPS достигли консенсуса в отношении совместимости и взаимодействия сигналов B1C / L1C, а сигнал B2a / L5 находится в стадии согласования. BDS и ГЛОНАСС завершили координацию совместимости радиочастот (RF), BDS и Galileo также активно участвовали в сотрудничестве и углубленной координации частот (обновленная информация о навигационной спутниковой системе BeiDou 2019).

GNSS требует глобального распределения наземных станций мониторинга для наблюдения за полной дугой спутников для поддержки точного определения орбиты. Все системы GPS, ГЛОНАСС и Galileo используют глобальное или крупномасштабное развертывание станций для удовлетворения требований непрерывного глобального наблюдения. BDS, однако, в основном базируется на местных станциях, что требует глобального наблюдения и оперативной поддержки через ISL. Установив ISL между спутниками BDS, была реализована передача данных между спутниками и точные измерения, а также были улучшены точность измерения орбиты и частота обновления сообщений.В то же время это также может снизить зависимость от зарубежных станций и эффективно снизить затраты на управление операциями. В настоящее время все 30 спутников спутниковой группировки BeiDou Navigation Satellite System с глобальным покрытием (BDS-3) оснащены межспутниковыми линиями связи для создания полной сети группировки.

Согласно официальному документу «Архитектура прикладных сервисов BDS», BDS-3 будет предоставлять в общей сложности шесть спутниковых сервисов (China Satellite Navigation Office 2016), включая радионавигационную спутниковую службу (RNSS) и специальные сервисы.BDS будет тесно интегрировать региональную коммуникацию коротких сообщений (RSMC), глобальную коммуникацию коротких сообщений (GSMC), спутниковую систему дополнения (SBAS), международный поиск и спасание (SAR), точное позиционирование точки (PPP) и другие услуги с более интенсивным и эффективные системные функции (Ян и др., 2019, 2020).

В частности, Архитектура служб приложений BDS (China Satellite Navigation Office 2019a, b) показывает стандарт производительности служб BDS.

(1)
Стандарт деятельности РНСС

BDS-3 использует 3 спутника GEO, 3 спутника на наклонной гео-синхронной орбите (IGSO) и 24 спутника на средней околоземной орбите (MEO) для предоставления бесплатных услуг RNSS глобальным пользователям, находящимся на поверхности Земли или на высоте 1000 км над ней. Основные показатели эффективности BDS RNSS показаны в таблице 1.

Таблица 1 Основные показатели эффективности BDS RNSS

(2)
Стандарт обслуживания SBAS

BDS использует спутники GEO для предоставления бесплатных услуг одночастотного увеличения и двухчастотного увеличения нескольких созвездий в соответствии со стандартами Международной организации гражданской авиации (ИКАО) для пользователей в Китае и прилегающих районах с целью достижения APV-I и Точный подход CAT-I.

(3)
Стандарт оказания услуг ГЧП

BDS использует спутники GEO для предоставления пользователям в Китае и прилегающих районах бесплатных услуг точного позиционирования. Основные показатели эффективности представлены в таблице 2.

Таблица 2 Основные показатели эффективности услуг ГЧП BDS

(4)
Стандарт эффективности услуг РСМЦ

BDS использует спутники GEO для предоставления услуг региональной передачи коротких сообщений пользователям в Китае и прилегающих районах.Основные показатели эффективности приведены в таблице 3.

Таблица 3 Основные показатели эффективности службы BDS RSMC

(5)
Стандарт производительности услуг GSMC

BDS использует спутники MEO для предоставления глобальных услуг передачи коротких сообщений авторизованным пользователям, расположенным на поверхности Земли или на высоте 1000 км над ней. Основные показатели эффективности представлены в таблице 4.

Таблица 4 Основные показатели эффективности услуг BDS GSMC

(6)
Стандарт качества обслуживания SAR

BDS использует спутники MEO для предоставления бесплатных услуг предупреждения о бедствии в соответствии со стандартами COSPAS-SARSAT для морских, авиационных и наземных пользователей по всему миру в сочетании с другими спутниковыми системами поиска и спасания (SAR).Он может подтвердить услугу, используя обратную ссылку. Основные показатели эффективности показаны в таблице 5.

Таблица 5 Основные показатели эффективности международной службы SAR BDS

По сравнению с BDS, GPS, ГЛОНАСС, Galileo, навигацией с помощью индийской группировки (NavIC) и спутниковой системой Quasi-Zenith (QZSS): также может предоставлять различные услуги, соответственно, что показано в Таблице 6.

Таблица 6 Предоставление рекомендуемых услуг для основных спутниковых навигационных систем

Помимо вышеуказанных шести услуг, BDS также доступна для услуги наземной системы расширения (GAS).Он использует сети мобильной связи или Интернет, чтобы предоставить пользователям в пределах зоны покрытия сети опорных станций услуги высокоточного позиционирования на уровне метра, дециметра, сантиметра и миллиметра. Основные показатели эффективности показаны в таблице 7.

Таблица 7 Основные показатели эффективности услуг GAS

2020 год — последний год развертывания группировки BDS, а также отправная точка BDS в новую эру. К концу года BDS будет широко использоваться во многих областях, таких как безопасность, экономика и массовый рынок (China Satellite Navigation Office 2018).Например, продукция BDS представлена более чем в 120 странах и регионах мира. Растут как традиционные, так и новые приложения. Приложения BDS в традиционных областях, таких как транспорт, сельское хозяйство, лесное хозяйство, морское рыболовство, геодезия, географическая информация, энергетика и энергетика, мониторинг стихийных бедствий, получили широкое развитие, и его достижения также были дополнительно продемонстрированы (Betz et al.2019). В новых областях, таких как промышленный Интернет, Интернет вещей и Интернет транспортных средств, бесконечным потоком появляются такие инновационные приложения, как автономное вождение, парковка и логистика.К 2035 году построение всеобъемлющей пространственно-временной системы обеспечит новую поддержку для внутренних и глобальных пользователей (Ян 2016).

Глобальные системы спутниковой навигации кардинально меняются. Более качественные и улучшенные системы предоставят больше возможностей для пользователей во всем мире. Что касается BDS, она будет играть гораздо более активную роль в международном сотрудничестве с другими поставщиками GNSS для обслуживания человечества и всего мира.

Наличие данных и материалов

Наборы данных, проанализированные в ходе текущего исследования, доступны в хранилищах данных Исследовательского центра тестирования и оценки Китайского управления спутниковой навигации (www.csno-tarc.cn).

Ссылки

Бец, Дж. У., Лу, М., Мортон, Ю. Т. Дж., И Янг, Ю. (2019). Введение в специальный выпуск о навигационной системе BeiDou. Навигация, 66, 3–5. https://doi.org/10.1002/navi.293.
Артикул Google Scholar
Китайское управление спутниковой навигации. (2016). Китайская навигационная спутниковая система BeiDou. http: //www.beidou.gov.cn/xt/gfxz/201712/P020171221333863515306.pdf. По состоянию на 16 июня 2016 г.
China Satellite Navigation Office. (2018). Приложения навигационной спутниковой системы BeiDou. http://www.beidou.gov.cn/xt/gfxz/201906/P0201
488535070471.pdf. По состоянию на 27 декабря 2016 г.
China Satellite Navigation Office. (2019a). Разработка навигационной спутниковой системы BeiDou (версия 4.0). http://www.beidou.gov.cn/xt/gfxz/201912/P020191227430565455478.pdf. По состоянию на 27 декабря 2019 г.
Китайское управление спутниковой навигации. (2019b). Архитектура службы приложений навигационной спутниковой системы BeiDou (версия 1.0). http://www.beidou.gov.cn/xt/gfxz/201912/P0201912273330243
.pdf. По состоянию на 27 декабря 2019 г.
Европейская комиссия, Европейское космическое агентство. (2019). Обновление программы 2019-galileo. In 14-е заседание международного комитета по GNSS , 9 декабря 2019 г., Бангалор, Индия.
Национальное координационное бюро, обновленная информация о программах и политике.(2019). 14-е заседание Международного комитета по GNSS , 9 декабря 2019 г., Бангалор, Индия.
Государственная космическая корпорация РОСКОСМОС. (2019). Состояние и развитие ГЛОНАСС и SDCM. In 14-е заседание международного комитета по GNSS , 9 декабря 2019 г., Бангалор, Индия.
Обновление навигационной спутниковой системы BeiDou. (2019). 14-е заседание Международного комитета по GNSS , 9 декабря 2019 г., Бангалор, Индия.
Янг Ю. (2016). Концепции комплексной PNT и связанных с ней ключевых технологий CJ. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 45 (5), 505–510. https://doi.org/10.11947/j.agcs.2016.20160127.
Артикул Google Scholar
Ян, Ю., Гао, В., Го, С., Мао, Ю., и Ян, Ю. (2019). Знакомство с навигационной спутниковой системой BeiDou-3. Navigation, 2019, 1–12.
Google Scholar
Ян, Й., Ли, Дж., Ван, А., Сюй, Дж., Хе, Х., Го, Х. и др. (2014). Предварительная оценка характеристик навигации и позиционирования региональной навигационной спутниковой системы BeiDou. Science China: Earth Sciences, 57 (1), 144–152. https://doi.org/10.1007/s11430-013-4769-0.
Артикул Google Scholar
Янг Ю., Мао, Ю., и Сун, Б. (2020). Основные характеристики и будущие разработки глобальной навигационной спутниковой системы BeiDou. Спутниковая навигация, 1, 1–8. https://doi.org/10.1186/s43020-019-0006-0.
Артикул Google Scholar
Ян, Ю., Сюй, Ю., Ли, Дж., И Ян, К. (2018). Оценка прогресса и характеристик глобальной навигационной спутниковой системы BeiDou: Анализ данных на основе демонстрационной системы BDS-3. Science China: Earth Sciences, 61 (5), 614–624.
Артикул Google Scholar

Скачать ссылки

Информация об авторе

Принадлежности

Пекинский институт слежения и телекоммуникационных технологий, Пекин, 100094, Китай
Jun Lu & Chengeng Su
Национальный центр службы времени Китайской академии наук , Сиань, Китай
Ся Го

Вклад

JL завершил структуру статьи, изложил основные идеи и отредактировал статью; XG оценил данные и выполнил черновик рукописи; CS оказал помощь в сборе данных и поддержал связь с редакцией.

Автор для переписки

Переписка на Ченгэн Су.

Декларации этики

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Дополнительная информация

Примечание издателя

Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и институциональной принадлежности.

Права и разрешения

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или любом формате при условии, что вы надлежащим образом укажете автора (авторов) и источник, укажите ссылку на лицензию Creative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие материалы третьих лиц в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной линии для материала.Если материал не включен в лицензию Creative Commons для статьи и ваше предполагаемое использование не разрешено законодательными актами или превышает разрешенное использование, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Перепечатки и разрешения

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Лу, Дж., Гуо, X. и Су, С. Глобальные возможности навигационной спутниковой системы BeiDou. Спутниковая навигация 1, 27 (2020). https://doi.org/10.1186/s43020-020-00025-9

Ссылка для скачивания

Ключевые слова

BDS
Возможности
PNT
Производительность

Китайская BeiDou готова бросить вызов GPS, ГЛОНАСС и Галилео

Как спутники вращаются вокруг Земли?

По существу существует три типа околоземных орбит: низкая околоземная орбита (НОО), средняя околоземная орбита (СОО) и высокая околоземная орбита (ВОО), которая включает геостационарную экваториальную орбиту (ГСО).

LEO начинается чуть выше верхней границы атмосферы, в то время как HEO начинается примерно на одной десятой пути к Луне. Скорость, с которой спутник вращается вокруг Земли, определяется гравитационным притяжением Земли, следовательно, чем дальше от Земли находится спутник, тем медленнее он будет двигаться.

Метеорологические спутники и спутники связи обычно работают на ВЭО, дальше от поверхности Земли. Навигационные и специальные спутники, предназначенные для мониторинга определенных регионов, как правило, используют MEO.Научные спутники, такие как флот Системы наблюдения за Землей НАСА, будут иметь низкую околоземную орбиту.

Прокрутите, чтобы сравнить высоту орбиты китайской навигационной спутниковой системы BeiDou (BDS) с американской системой глобального позиционирования (GPS), российской глобальной навигационной спутниковой системой (Glonass) и системой Galileo Европейского союза.

Трехэтапная стратегия развития

Национальное космическое управление Китая сообщает, что BDS была разработана в три этапа.

Наземная система дополнения

К концу 2019 года в Китае было 155 базовых опорных станций и более 2200 региональных станций, работающих по всей стране для обеспечения точности системы. Базовые опорные станции предоставляют услуги навигации в реальном времени на уровне метра и дециметра, в то время как региональные станции могут предлагать услуги на уровне сантиметра. Здесь мы рассмотрим распространение базовых опорных станций в Китае.

Базовые опорные станции

Насколько точен BDS по сравнению с ГЛОНАСС, GPS и Galileo?

BeiDou GPS Галилео Глонасс

Оборот рынка

За последние 10 лет в индустрии спутниковой навигации в Китае произошел бум.Согласно официальному документу, опубликованному правительством Китая в этом году, общая стоимость услуг на основе навигации и позиционирования в Китае достигла 345 миллиардов юаней (49,8 миллиарда долларов США) к 2019 году, и в них было занято более 500000 человек через связанные компании или учреждения.

Креативный директор Даррен Лонг.

Источники: официальный сайт BeiDou; Международная система мониторинга и оценки GNSS; Европейское космическое агентство; Земная обсерватория НАСА; Китайская ассоциация глобальных навигационных спутниковых систем и служб геолокации; Исследовательский центр тестирования и оценки Китайского управления спутниковой навигации; Информационно-аналитический центр позиционирования, навигации и хронометража, Королев, Россия; Официальный сайт GPS

Китай запускает последний спутник Beidou для завершения системы GPS-навигации

Китай успешно запустил последнего члена своей спутниковой группировки Beidou во вторник (23 июня), завершив создание новой глобальной навигационной системы, которая создавалась десятилетиями.

Ракета Long March 3B вывела на орбиту последний навигационный спутник Beidou (BDS) с космодрома Сичан на юго-западе Китая. Старт произошел в 9:43 утра по пекинскому времени (21:43 вечера EDT 22 июня или 0143 GMT во вторник) после недельной задержки из-за технической проблемы с ракетой.

Традиционно Китай ждет, чтобы объявить о запусках, до тех пор, пока спутник не будет успешно развернут на орбите. Но в редких случаях о запуске спутника Beidou было объявлено заранее, и он транслировался в прямом эфире по телевидению и в Интернете, с переводом на английский язык в системе CCTV государственного поставщика услуг, который обычно предоставляет видеоклипы после успешных запусков.

Связано: Последние новости о космической программе Китая

Китай начал разработку своей спутниковой системы Beidou в 1990-х годах, первый спутник был запущен в октябре 2000 года. Длительная модернизация системы началась в 2009 году, сообщает агентство «Синьхуа» . отчет в прошлом месяце. Последняя версия, получившая название BDS-3, состоит из 30 спутников для различных приложений, от высокоточного позиционирования до передачи коротких сообщений. Перед этим последним запуском в сети BDS-3 было 29 действующих спутников.

Спутники системы BDS-3 имеют «более широкую полосу пропускания, что позволяет улучшить возможности связи и нести более точные … атомные часы для повышения точности служб синхронизации и навигации» по сравнению с их предшественниками BDS-2, согласно отчету по версии China’s Global Times . Основная система BDS-3 начала работать в 2018 году, но, согласно отчету, этот последний запуск улучшит мощность сигнала и покрытие для пользователей по всему миру.

Изображение 1 из 4

(Изображение предоставлено CCTV) Изображение 2 из 4

(Изображение предоставлено CCTV) Изображение 3 из 4

(Изображение предоставлено CCTV) Изображение 4 из 4

(Изображение предоставлено CCTV)

Навигационные спутники, подобные тем, что в BDS-3, работают по принципу , передавая сигнал, который принимается приемниками в смартфонах и других устройствах с поддержкой GPS.Спутниковый сигнал включает такую информацию, как время отправки сообщения (что делает атомные часы весьма полезными для точных измерений), а также орбитальную позицию спутника. Навигация может продолжаться, когда пользователь получает точную информацию как минимум от четырех спутников.

Завершение строительства сети BDS-3 в Китае связано с тем, что Соединенные Штаты работают над модернизацией своей собственной спутниковой системы глобального позиционирования (GPS). Продолжающаяся пандемия коронавируса отложила следующий запуск спутника GPS III на 30 июня , по сравнению с запланированным запуском в апреле.Модернизация сети GPS III в США, усовершенствованная по сравнению с предшественником GPS II, должна быть завершена к 2023 году.

Две другие глобальные навигационные системы также конкурируют с китайской системой Beidou. У России есть свои навигационные спутники Глонасс-М (, последний из которых был запущен в марте года), которые служат российским военным на суше, в воздухе и на море. Европейская система Galileo начала функционировать в 2016 году, и ожидается, что последние спутники будут запущены в конце 2020 года, , по данным Европейского космического агентства, .

Запуск Китая в Бэйдоу стал вторым космическим полетом страны за неделю.

В среду (17 июня) страна запустила свой третий спутник наблюдения Земли Gaofen-9 на орбиту с космодрома Цзюцюань в пустыне Гоби. Миссия также несла два меньших спутника — крошечный пикоспутник под названием Pixing-3, разработанный университетом Чжэцзян, и пятый спутник обслуживания автоматизированной системы идентификации для частной компании HEAD Aerospace, , согласно SpaceNews .

Следуйте за Элизабет Хауэлл в Twitter @howellspace . Следуйте за нами в Twitter @Spacedotcom и на Facebook .

Что такое BeiDou? Это Китайская навигационная система

История появления BeiDou.

Этапы запуска системы BeiDou.

Точность и частоты.

Коммерческое использование BeiDou.

Чем BeiDou отличается от GPS?

БЭЙДОУ

О системе БЭЙДОУ

Услуги системы БЭЙДОУ

Орбитальная группировка

Типы космических аппаратов

Характеристики

КА БЭЙДОУ НА ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ И

КА БЭЙДОУ

Навигационные радиосигналы

Спектр навигационных радиосигналов системы БЭЙДОУ

Структура ЦИ навигационных радиосигналов системы БЭЙДОУ

Система координат и шкала времени

Система координат

Система времени

Наземный комплекс управления

Интерфейсный контрольный документ

Официальный сайт

прикладной потребительский центр и система информационного обеспечения

Глобальная навигационная спутниковая система BeiDou

История создания ГНСС BeiDou

ГЛОНАСС и BEIDOU

Принцип работы ГНСС BeiDou

КОСМИЧЕСКИЙ СЕГМЕНТ

СПУТНИКОВАЯ ГРУППИРОВКА В 2020 ГОДУ

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ СПУТНИКОВОЙ ГРУППИРОВКИ

Типы КА

Навигационные радиосигналы

СИСТЕМА КООРДИНАТ И ШКАЛА ВРЕМЕНИ

Наземный комплекс управления

Что такое Beidou (Бэйдоу) в смартфоне

Как устроена Beidou

Работает ли Beidou в Европе

В каких смартфонах поддерживается BeiDou и как ею пользоваться

Китаю больше не нужна американская GPS. Теперь у него есть своя система навигации

Гонка в космосе

Натянутые отношения с США

Спутниковая система навигации: GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, BEIDOU

Первые навигационные системы

GPS против ГЛОНАСС

Принцип работы GPS

Будущее спутниковых систем навигации

Мобильная навигация: как телефоны пополнились развлечениями с GPS

Directions 2021: BDS вступает в новую эру глобальных услуг

Системное строительство

Расширение базовых услуг

Рекомендуемые услуги для пользователей

Интегрированные приложения

Международное сотрудничество

China завершает разработку системы навигации BDS, снижая зависимость от GPS

GPS, Осторожно. А вот и система Китая

Китай запускает последний спутник BDS для завершения глобальной навигационной группировки — Синьхуа

Глобальные возможности навигационной спутниковой системы BeiDou

Abstract

Наличие данных и материалов

Ссылки

Информация об авторе

Принадлежности

Вклад

Автор для переписки

Декларации этики

Конкурирующие интересы

Дополнительная информация

Примечание издателя

Права и разрешения

Об этой статье

Цитируйте эту статью

Ключевые слова

Китайская BeiDou готова бросить вызов GPS, ГЛОНАСС и Галилео

Как спутники вращаются вокруг Земли?

Трехэтапная стратегия развития

Наземная система дополнения

Базовые опорные станции

Насколько точен BDS по сравнению с ГЛОНАСС, GPS и Galileo?

Оборот рынка