BeiDou: co kryje się w smartfonie. System satelitarny Beidou Które smartfony obsługują Beidou

Kupując smartfon lub studiując jego możliwości, natkniesz się na informację, że urządzenie to obsługuje Beidou lub BDS.

W związku z tym wiele osób interesuje się tym, o jakim systemie mówimy, czym jest i jakie nowe funkcje i możliwości oferuje.

Co to jest Beidou?

Beidou to nowy system nawigacji opracowany w Chinach. Został nazwany na cześć konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy, a raczej jej chińskiej nazwy. Beidou został wydany w 2000 roku. System ten jest bezpośrednim odpowiednikiem i konkurentem systemu GPS opracowanego w USA i rosyjskiego systemu GLONASS. Jest również używany zarówno przez siły zbrojne, jak i zwykłych użytkowników cywilnych.

Tytuł i znaczenie

Aby wyciągnąć wnioski na temat znaczenia Beidou dla właścicieli smartfonów spoza Chin, trzeba wiedzieć o zasięgu technologii, a także liczbie satelitów i naziemnych stacji bazowych zapewniających wsparcie nawigacji.

Obecnie Beidou działa w trybie ograniczonej funkcjonalności, ponieważ stabilny odbiór sygnału satelitarnego udało się osiągnąć tylko w Chinach. Na pozostałym obszarze sygnał jest mniej stabilny, co tłumaczy się niewystarczającą liczbą urządzeń orbitalnych. Chińscy programiści obiecują pełne pokrycie całego świata do 2020 roku. Na początku 2017 roku zaobserwowano stabilny sygnał z sześciu satelitów nad europejską częścią Rosji, a także nad Europą Wschodnią, a także z sukcesem zbudowano i uruchomiono jedną stację bazową w Belgii.

Oczywiście stworzenie przez Chiny własnego systemu nawigacji daje temu krajowi szereg korzyści zarówno w polityce zagranicznej, jak i w ogólnych sferach obywatelskich. Kraj ten planuje znacznie zwiększyć liczbę działających satelitów, a ich liczba znacznie przekroczy istniejące satelity GLONASS i GPS.

Beidou w smartfonach

Ale zostawmy na boku dyskusje o sferze militarnej i dominacji nad światem, porozmawiajmy o zwykłych posiadaczach smartfonów. Jest oczywiste, że obywatele Chin będą mieli dostęp do najbardziej stabilnego systemu nawigacji w najbliższej przyszłości. Ze względu na dużą liczbę satelitów dostęp do geodanych musi być otwarty nawet w trudnych warunkach, np. w tunelach.

Jakie kroki podejmują w tym kierunku producenci smartfonów? Większość chińskich marek zapewnia równoległą pracę Beidou, GPS i GLONASS. Inne firmy dzielą gadżety ze względu na rynek, na który będą dostarczane.

Mile widziana, ale nie wymagana jest umiejętność korzystania smartfonem z systemu Beidou. Oczywiście fajnie jest mieć dodatkowy system nawigacji, ale na ten moment raczej nie przyda się użytkownikom spoza Chin.

Historia powstania GNSS BeiDou

Chiński system nawigacji nazywa się Beidou Series BNTS (BeidouNavigationTestSatellite). Nazwa urządzeń pochodzi od chińskiej nazwy konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy.

Pomysł stworzenia chińskiego regionalnego systemu nawigacji dwóch statków kosmicznych na orbicie geostacjonarnej zaproponował w 1983 roku Chen Fangyun. Koncepcja została przetestowana eksperymentalnie w 1989 roku. Eksperyment przeprowadzono na bazie dwóch statków kosmicznych DFH-2/2A znajdujących się na orbicie.

Według strony chińskiej testy wykazały, że dokładność, jaką można osiągnąć przy użyciu systemu dwóch geostacjonarnych statków kosmicznych, jest porównywalna z dokładnością, jaką zapewnia system GPS. To stwierdzenie wydaje się wysoce kontrowersyjne. Najwyraźniej porównując dokładność, mówimy o systemie, w skład którego wchodzi nie tylko statek kosmiczny GEO, ale także kilka naziemnych stacji ultradługich fal. Razem tworzą jedną sieć radionawigacyjnych punktów odniesienia i umożliwiają stworzenie systemu radionawigacyjnego o różnym zasięgu. Różnica między takim systemem a np. GPS czy GLONASS polega na braku możliwości wykorzystania pomiarów prędkości. Dokładność wyznaczania współrzędnych odbiorcy w takim systemie jest w zasadzie porównywalna z dokładnością, jaką zapewnia sygnał „cywilny” systemu GPS w trybie dostępu selektywnego, pod warunkiem, że aktualna pozycja statku nawigacyjnego na GSO jest znane z dużą dokładnością.

W 1993 roku oficjalnie uruchomiono program Beidou. Konstrukcja urządzenia wykorzystuje tę samą jednostkę bazową, co satelita komunikacyjny DFH-3. Statek kosmiczny zbudowany jest w oparciu o geostacjonarną platformę komunikacyjną DFH-3.

Chiny rozpoczęły samodzielny rozwój systemów nawigacji satelitarnej w 1994 roku. Wcześniej tego typu wynalazki naukowo-techniczne mogły powstawać jedynie w USA, Rosji i Europie.

W 2000 roku rozpoczęto projektowanie systemu nawigacji drugiej generacji, który obejmie większą liczbę satelitów i będzie obsługiwał nie tylko terytorium ChRL, ale także inne obszary.

15 grudnia 2003 r. uruchomiono w Chinach system Beidou pierwszej generacji, dzięki czemu kraj ten znalazł się w pierwszej trójce krajów posiadających własny system nawigacji satelitarnej.

W 2006 roku ogłoszono utworzenie Chińskiego Globalnego Systemu Nawigacji. Obecnie Chiny wystrzeliły na orbitę okołoziemską pięć satelitów nawigacyjnych. Umożliwiają poruszanie się tylko po niektórych obszarach kraju. Dodatkowych 30 satelitów powinno zapewnić Beidou zasięg na całym świecie. Data uruchomienia systemu w skali globalnej nie jest jeszcze znana.

W listopadzie 2017 r. podpisano wspólne chińsko-amerykańskie oświadczenie w sprawie kompatybilności i komplementarności systemów Beidou i GPS.

W listopadzie 2018 r. zostało zawarte porozumienie pomiędzy Rządami Federacji Rosyjskiej a Chińskiej Republiki Ludowej o współpracy w zakresie wykorzystania globalnych systemów nawigacji satelitarnej GLONASS i Beidou do celów pokojowych.

System naziemnych dodatków funkcjonalnych obejmuje 155 stacji bazowych i 2400 stacji regionalnych rozmieszczonych w ChRL.

W 2018 roku zakończono wdrażanie infrastruktury bazowej systemu monitorowania i oceny iGMAS, składającej się z 24 stacji naziemnych oraz różnych centrów przetwarzania i analiz, co przełożyło się na poprawę jakości usług Beidou-2, m.in. Dokładność pozycjonowania w obszarze obsługi została poprawiona do ponad 5 m.

2 sierpnia 2019 roku podpisano ustawę o ratyfikacji rosyjsko-chińskiej umowy międzyrządowej o współpracy w zakresie stosowania globalnych systemów nawigacji satelitarnej GLONASS i Beidou.

Umowa została podpisana w celu zapewnienia kompatybilności i komplementarności systemów nawigacji satelitarnej – rosyjskiego GLONASS i chińskiego Beidou. W szczególności strony zobowiązały się do umieszczenia stacji pomiarowych systemu GLONASS w Chinach i systemu Beidou w Rosji.

Moskwa i Pekin zgodziły się także na opracowanie i produkcję cywilnego sprzętu nawigacyjnego wykorzystującego te systemy.

Zasada działania BeiDou GNSS

Sterowanie statkiem kosmicznym Beidou odbywa się z Centrum Kontroli Satelitarnej w Xi'an (prowincja Shanxi). Własny regionalny system nawigacji Chin dla Azji Południowo-Wschodniej i Pacyfiku, oparty na satelitach Beidou (Wielki Wóz) (Kompas), jest w trakcie wdrażania i planuje się go przekształcić w globalny system nawigacji o ograniczonych możliwościach, obejmujący segment kosmiczny składający się z 25 statków kosmicznych.

System powinien obejmować cztery satelity geostacjonarne, 12 statków kosmicznych na nachylonych orbitach geosynchronicznych i dziewięć statków kosmicznych na orbitach kołowych na wysokości 22 000 km.

Przedstawiciele Chin zauważyli również, że kwestie dotyczące zakresów częstotliwości nie zostały jeszcze rozstrzygnięte ze stroną rosyjską, amerykańską i europejską, które również są właścicielami konstelacji nawigacji satelitarnej. Dla satelitów BeiDou-2 na orbicie geostacjonarnej zarezerwowane pozycje to 58,75°, 80°, 110,5° i 140° E. System jest zarejestrowany w Międzynarodowym Związku Telekomunikacyjnym pod nazwą „Kompas”. Pierwszy z czterech satelitów geostacjonarnych, Beidou-2, został wystrzelony 12 kwietnia 2007 roku. Urządzenia te będą kompatybilne z trzema już wprowadzonymi na rynek Beidou-1.

Jak podaje Xinhua, Chiny planują zakończyć tworzenie własnego globalnego systemu nawigacji do 2015 roku. Źródło w China Aerospace Science and Technology Corporation podało, że na orbitę należy wynieść 30 satelitów.

Skład i struktura BeiDou GNSS

System obejmuje obszar w zakresie szerokości geograficznej od około 5 do 55 stopni szerokości geograficznej północnej. i na długości geograficznej od około 70 do 140 stopni wschodnich. Ciekawą cechą wszystkich trzech satelitów jest to, że znajdują się one na orbitach geostacjonarnych, w przeciwieństwie do satelitów GPS i GLONASS, które krążą po orbitach na średnich wysokościach. Fakt ten sprawia, że ​​możliwe jest zapewnienie dość dużego obszaru zasięgu przy wykorzystaniu jedynie dwóch satelitów. System naziemny obejmuje centralną stację dowodzenia i trzy stacje radarowe.

System zapewnia dokładność lokalizacji na poziomie 100 metrów i może współpracować jednocześnie ze 150 terminalami. Najpierw stacja centralna wysyła sygnał do użytkownika za pośrednictwem dwóch satelitów. Gdy terminal użytkownika odbierze sygnał z jednego z satelitów, odsyła go do obu. Stacja centralna odbiera ten sygnał z obu satelitów i określa dwuwymiarową pozycję użytkownika. Następnie porównuje się go z trójwymiarową mapą powierzchni i wysyła do użytkownika za pośrednictwem tych samych satelitów. Ponieważ ta metoda działania wymaga dwukierunkowej komunikacji z satelitami geostacjonarnymi, terminal użytkownika musi być wyposażony w mocną antenę. Dlatego terminale są znacznie większe i droższe niż te stosowane w systemie GPS.

Drugi system, Beidou-2, jest zwykle nazywany po prostu Beidou lub Kompas. Będzie się składać z 35 satelitów, z czego 5 będzie znajdować się na orbicie geostacjonarnej. Pozostałe satelity jak zwykle będą znajdować się na orbicie średniej wysokości. Należy pamiętać, że taki wybór wysokości dla satelitów nawigacyjnych umożliwia wykorzystanie globalnych systemów nawigacji do określenia pozycji orbitalnej satelitów znajdujących się na niskich orbitach. Podobnie jak inne systemy pozycjonowania, Beidou będzie świadczyć dwie odrębne usługi, do użytku cywilnego i do użytku wojskowego.

Oprócz tego, że po prostu pojawi się nowy globalny system pozycjonowania, możemy spodziewać się jakościowej poprawy świadczonych usług pozycjonowania. Dzięki temu, że liczba wszystkich satelitów przekroczy trzy czwarte setki, znacząco poprawi się prędkość odbioru sygnału i działanie odbiorników w miastach, także w pomieszczeniach zamkniętych. Jak wiadomo, obecnie prawie niemożliwe jest złapanie sygnału z satelity dowolnego globalnego systemu pozycjonowania w pomieszczeniach lub w pobliżu wysokich budynków. Na takich zmianach szczególnie skorzystają właściciele komunikatorów i smartfonów wyposażonych w moduł pozycjonowania, gdyż jego moc często nie pozwala na użytkowanie ich w opisywanych warunkach. Korzystanie z kilku systemów nawigacji jednocześnie w celu poprawy jakości świadczonych usług może być szczególnie proste i skuteczne ze względu na fakt, że częstotliwości transmisji danych systemów Beidou i Galileo w znacznym stopniu pokrywają się. Co ciekawe, dane te stały się znane już w 2007 roku po wystrzeleniu pierwszego satelity Compass-M1, choć oficjalnie nie ogłoszono, na jakich częstotliwościach pracuje ten satelita, wystrzelony w celu przetestowania niektórych systemów, a przede wszystkim systemu transmisji danych . Jednak w ciągu około dwóch miesięcy specjaliści z CNES (Narodowego Centrum Badań Kosmicznych, Francja) w pełni określili wszystkie cechy zastosowanej komunikacji. Przypomnijmy, że początkowo ChRL nie planowała wdrożenia własnego globalnego systemu pozycjonowania. We wrześniu 2003 roku Chiny wyraziły chęć udziału w rozwoju i wdrażaniu systemu Galileo, a około rok później oficjalnie przyłączyły się do jego rozwoju. Jednak na początku 2008 roku ChRL ogłosiła niezadowolenie ze współpracy i podjęła decyzję o opracowaniu własnego systemu. To może wyjaśniać podobne systemy transmisji danych stosowane w satelitach Beidou i Galileo.

Opis infrastruktury naziemnej BeiDou GNSS

Stacje śledzące

Stacje śledzące wyposażone są w dwuczęstotliwościowe odbiorniki UR240 i anteny UA240 opracowane przez chińską firmę UNICORE, zdolne do odbioru sygnałów GPS i kompasu. 7 z nich znajduje się w Chinach: Chengdu (CHDU), Harbin (HRBN), Hongkong (HKTU), Lhasa (LASA), Szanghaj (SHA1), Wuhan (CENT) i Xi'an (XIAN); i 5 kolejnych w Singapurze (SIGP), Australii (PETH), Zjednoczonych Emiratach Arabskich (DHAB), Europie (LEID) i Afryce (JOHA).

Odbiorniki

Nawigator w chińskim systemie to nie tylko odbiornik, ale także nadajnik sygnału. Stacja monitorująca wysyła sygnał do użytkownika za pośrednictwem dwóch satelitów. Urządzenie użytkownika po odebraniu sygnału wysyła sygnał odpowiedzi przez oba satelity. Na podstawie opóźnienia sygnału stacja naziemna oblicza współrzędne geograficzne użytkownika, określa wysokość na podstawie istniejącej bazy danych i przesyła sygnały do ​​urządzenia segmentowego użytkownika.

Odcinek kosmiczny

Aktualny stan konstelacji satelitów

Obecnie system BeiDou świadczy usługi nawigacji satelitarnej konsumentom w Chinach i regionach sąsiadujących, w obszarze usług 55°N. - 55° S i 55°E - 180° E, tj. działa w trybie serwisowym dla odbiorców regionalnych.

Prace nad systemem BeiDou drugiej generacji rozpoczęły się w 2004 roku. W 2009 roku rozpoczęto tworzenie systemu trzeciej generacji

Do końca 2011 roku na orbitę wystrzelono 8 statków kosmicznych, a BeiDou został oddany do użytku jako regionalny system zapewniający konsumentom usługi nawigacyjne BDS, w tym rozległą korekcję różnicową i transmisję krótkich wiadomości.

Do końca 2016 r. wystrzelono na orbitę 14 kolejnych satelitów (5 satelitów geostacjonarnych, 5 satelitów na nachylonej orbicie geosynchronicznej (GOOS) i 4 satelity na średniej orbicie), kończąc wdrażanie konstelacji BeiDou-2.

W okresie od początku 2017 r. do I kwartału 2018 r. pomyślnie wystrzelono 4 pary satelitów BeiDou-3: 11.05.2017, 12.01.2018, 12.02.2018, 30.03.2018. Satelity nie są jeszcze wykorzystywane zgodnie z ich przeznaczeniem.

Wraz z wystrzeleniem 17. i 18. satelity średnioorbitalnego oraz pierwszego satelity geostacjonarnego w listopadzie 2018 r. uruchomiono podstawową konstelację orbitalną Beidou-3. Tym samym na koniec 2018 roku w skład konstelacji orbitalnej Beidou-3 wchodziły:

Na średnich orbitach - 18 satelitów; - na orbicie geostacjonarnej – 1 satelita.

Kontynuowany jest systematyczny rozwój systemu BeiDou wraz z publikowaniem aktualizacji informacji technicznych, publikacją planów nowych uruchomień, a także demonstracją możliwości wdrożenia globalnej usługi krótkich wiadomości tekstowych.

27 grudnia 2018 roku Chiny ogłosiły pomyślne zakończenie drugiej fazy systemu BDS-3 i rozpoczęcie świadczenia podstawowych usług nawigacyjnych systemu BeiDou w skali globalnej.

20 kwietnia 2019 r. Chiny wystrzeliły 44. statek kosmiczny BEIDOU, który jest jednocześnie pierwszym satelitą trzeciej generacji Beidou-3 (BDS-3) na nachylonej geosynchronicznej orbicie okołoziemskiej.

Po testach na orbicie statek kosmiczny będzie współpracował z 18 innymi statkami kosmicznymi BDS-3 na średniej orbicie kołowej oraz innym statkiem kosmicznym IGEO.

Dokładność pozycjonowania BEIDOU osiągnęła 10 metrów na całym świecie i 5 metrów w regionie Azji i Pacyfiku, po tym jak system zaczął świadczyć usługi globalne pod koniec ubiegłego roku, podaje Xinhua.

Dokładność pozycjonowania systemu dla ludności cywilnej wynosi mniej niż 10 metrów, a dokładność pomiaru prędkości jest mniejsza niż 0,2 metra na sekundę. Na potrzeby wojskowe pozycjonowanie odbywa się z dokładnością do 10 cm.

Konstelacja satelitów w 2020 roku

30 września 2015 roku wystrzelono pierwszego satelitę BDS-3, co zapoczątkowało tworzenie III generacji systemu BeiDou (BDS-3), który do 2020 roku powinien zapewnić globalny obszar świadczenia użytkownikom usług nawigacyjnych z otwartym i autoryzowanym dostępem.

Zakończenie pełnego rozmieszczenia konstelacji orbitalnej fazowej BDS-3 planowane jest na koniec 2020 r. Obecnie konstelacja składa się z 42 statków kosmicznych, w tym 5 statków kosmicznych na orbicie geostacjonarnej, 3 statków kosmicznych na nachylonych orbitach geosynchronicznych i 27 statków kosmicznych na orbitach na średnich wysokościach, w tym statku kosmicznego w rezerwie.

23 września 2019 roku Chiny pomyślnie wystrzeliły dwa satelity Beidou-3. Dokonano tego za pomocą rakiety nośnej Long March 3B i rakiety górnego stopnia Yuanzheng 1.

Globalny system nawigacji Beidou w Chinach będzie w pełni operacyjny do 2020 roku. Aby zapewnić jego funkcjonowanie, na orbicie będą działać dziesiątki statków kosmicznych. ChRL opracowała i rozmieściła już w przestrzeni kosmicznej trzy generacje swoich satelitów systemu nawigacji (BDS-1, BDS-2 i BDS-3). Pomagają uzyskać precyzyjne pozycjonowanie.

Ten start był 312. startem rakiety nośnej z serii Długi Marsz. Obecnie na orbicie znajdują się 42 satelity Beidou, z czego 34 są wykorzystywane zgodnie z ich przeznaczeniem.

Chiny aktywnie rozwijają swój narodowy program kosmiczny. Chińscy specjaliści opracowują satelity meteorologiczne, telekomunikacyjne i nawigacyjne. Pracują także nad stworzeniem technologii eksploracji Księżyca. Ponadto w ćwiczeniu realizowany jest projekt badania asteroid i Marsa. Planują rozpocząć studia w latach 2020–2025.

Rosja będzie eksplorować Księżyc wspólnie z Chinami.

Rodzaje statków kosmicznych

Statek kosmiczny na orbicie geostacjonarnej i geosynchronicznej:

BEIDOU SC NA ORBICIE NA ŚREDNIEJ WYSOKOŚCI:

1. 2000-2003: Eksperymentalny system Beidou składający się z trzech satelitów.
2. do 2012 r.: System regionalny obejmujący Chiny i okolice.
3. do 2020 r.: Globalny system nawigacji.

Beidou-1

Pierwszy satelita, Beidou-1A, został wystrzelony 30 października 2000 r. Drugi, Beidou-1B, został wystrzelony 20 grudnia 2000 r. Trzeci satelita, Beidou-1C, został wysłany na orbitę 25 maja 2003 r. Uznano, że system zostanie uruchomiony po pomyślnym wystrzeleniu trzeciego satelity.

2 listopada 2006 roku Chiny ogłosiły, że od 2008 roku Beidou będzie oferować otwarte usługi z dokładnością lokalizacji do 10 metrów. Częstotliwość systemu Beidou: 2491,75 MHz.

27 lutego 2007 r. wystrzelono także czwartego satelitę Beidou-1, czasami zwanego Beidou-1D, a czasami Beidou-2A. Służył jako zabezpieczenie na wypadek awarii jednego z wcześniej wystrzelonych satelitów. Doniesiono, że satelita miał problemy z systemem sterowania, ale zostały one później naprawione.

Beidou-2

W kwietniu 2007 roku pomyślnie wystrzelono na orbitę pierwszego satelitę konstelacji Beidou-2, nazwany Compass-M1. Satelita ten jest satelitą dostrajającym częstotliwości Beidou-2. Drugi satelita, Compass-G2, został wystrzelony 15 kwietnia 2009 roku. Trzeci („Compass-G1”) został wyniesiony na orbitę przez lotniskowiec Changzheng-3C 17 stycznia 2010 r. Czwarty satelita został wystrzelony 2 czerwca 2010 roku. 1 sierpnia 2010 roku przewoźnik Changzheng-3A wystrzelił czwartego satelitę z lokalizacji satelitarnej Xichang.

24 lutego 2011 r. rozmieszczono 6 operacyjnych satelitów, 4 z nich są widoczne w Moskwie: COMPASS-G3, COMPASS-IGSO1, COMPASS-IGSO2 i COMPASS-M1.

Według niektórych źródeł na początku 2011 roku Rada Państwa Chińskiej Republiki Ludowej dokonała przeglądu architektury systemu i wprowadziła poprawki do planu startu statku kosmicznego. Podjęto decyzję o zakończeniu tworzenia konstelacji orbitalnej, która będzie służyć regionalnym konsumentom do początku 2013 roku. Zgodnie z ustalonym harmonogramem w skład konstelacji systemu Compass/Beidou na początku 2013 roku wejdzie 14 statków kosmicznych, w tym: 5 satelitów na orbicie geostacjonarnej (58,5°E, 80°E, 110,5° E, 140°E, 160°E) ; 5 satelitów na nachylonej orbicie geosynchronicznej (wysokość 36 000 km, nachylenie 55°, 118° E); 4 satelity na orbicie średniej Ziemi (wysokość 21 500 km, nachylenie 55°).

27 grudnia 2011 r. wystartował Beidou w trybie testowym, obejmującym terytorium Chin i obszary przyległe.

W dniu 27 grudnia 2012 r. system został uruchomiony komercyjnie jako regionalny system pozycjonowania, składający się z 16 satelitów w konstelacji.

W dniu 8 maja 2014 roku system przeszedł testy eksperckie, podczas których stwierdzono, że na terenie miasta Tianjin dokładność wyniosła poniżej 1 metra, dzięki nowo wybudowanej stacji korekcji gruntu. .

Beidou-3

Do 2020 roku planuje się rozmieszczenie globalnego systemu nawigacji składającego się z 35 statków kosmicznych (wg innych źródeł – 36 statków, według źródeł trzecich – 37 statków kosmicznych), w tym: 5 satelitów na orbicie geostacjonarnej; 3 satelity na nachylonej orbicie geosynchronicznej; 27 satelitów na średniej orbicie okołoziemskiej; kilka dodatkowych satelitów może tworzyć rezerwę orbitalną.

5 satelitów geostacjonarnych ( Beidou-3G) będzie zlokalizowany na pozycjach orbitalnych 58,5°, 80°, 110,5°, 140° i 160° długości geograficznej wschodniej i zostanie wystrzelony wraz z wygaśnięciem żywotności istniejących urządzeń drugiej generacji. Satelity bazują na chińskiej platformie kosmicznej DFH-3B, ich masa startowa wyniesie około 4600 kg.

3 satelity ( Beidou-3I), które będą umieszczone na orbicie geosynchronicznej o nachyleniu 55°, oparte są na tej samej platformie, ale mają mniejszą moc i mniejszą masę – około 4200 kg.

27 satelitów ( Beidou-3M) do umieszczenia na orbicie średniej Ziemi (wysokość około 21 500 km, nachylenie 55°) są wykonane w oparciu o nową, bardziej kompaktową platformę kosmiczną, wykorzystującą niektóre części sprawdzonej platformy DFH-3B. Wymiary satelity po złożeniu wyniosą 2,25 × 1 × 1,22 m, masa startowa wyniesie 1014 kg. Po zakończeniu wystrzelenia wszystkich satelitów w przestrzeń kosmiczną zostaną one umieszczone na 3 płaszczyznach orbitalnych po 9 urządzeń w każdej. Można go wynieść na orbitę indywidualnie za pomocą rakiety nośnej Changzheng-3C i górnego stopnia YZ-1; 2 satelity, każdy wykorzystujący rakietę nośną Changzheng-3B i górny stopień YZ-1; a także 4 satelity jednocześnie przy użyciu przyszłej rakiety nośnej Changzheng-5 i górnego stopnia YZ-2.

W 2015 roku wystrzelono pierwsze satelity nowej generacji: 2 na średnią orbitę okołoziemską (BDS M1-S i BDS M2-S) oraz 2 na nachyloną orbitę geosynchroniczną (BDS I1-S i BDS I2-S).

BEIDOU– Wóz Północny to chińska nazwa konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy) chińskiego krajowego systemu nawigacji satelitarnej.

System BEIDOU będzie świadczył dwa rodzaje usług globalnych i dwa rodzaje usług regionalnych. Usługi globalne to usługi z otwartym i autoryzowanym dostępem. Usługi regionalne obejmują usługę korekcji różnicowej rozległego obszaru i usługę krótkich wiadomości tekstowych.

Konstelacja satelitów Beidou

Satelity Beidou-3M/G/I reprezentują segment orbitalny trzeciego etapu wdrażania chińskiego systemu nawigacji Beidou, wykorzystującego orbitę średnią okołoziemską i satelity o nachylonej orbicie geosynchronicznej.

Globalna dostępność tego systemu planowana jest do roku 2020, kiedy to zostaną wyniesione na orbitę wszystkie satelity. Programem zarządza Chińskie Centrum Kontroli Nawigacji Satelitarnej.

Koncepcja systemu wykorzystującego dwie sondy geostacjonarne (robocza nazwa systemu Twinsat) została przetestowana eksperymentalnie w 1989 roku. Eksperyment przeprowadzono w oparciu o znajdujące się już na orbicie dwie sondy komunikacyjne DFH-2/2A. W 1993 roku powstał Beidou jako program mający zapewnić Chinom niezależny dostęp do nawigacji regionalnej i globalnej, nie polegając już na obcych systemach, takich jak amerykański system GPS i rosyjski system Glonass.

Pierwsza generacja eksperymentalnych satelitów Beidou, wystrzelona w latach 2000 (Beidou-1A i 1B) i 2003 (Beidou 1C), bazowała na geostacjonarnej platformie komunikacyjnej DFH-3. W 2004 roku regionalny system nawigacji Beidou zaczął działać z dokładnością do 20 metrów.

Inny satelita, Beidou-1, został wystrzelony na orbitę geostacjonarną w 2007 roku, aby wypełnić lukę pomiędzy eksperymentalnym i operacyjnym systemem Beidou.

Podczas modernizacji systemu Beidou z eksperymentalnego do operacyjnego Chiny planują wystrzelić łącznie 35 satelitów – 5 na orbicie geostacjonarnej, 27 na orbicie średniej i 3 na nachylonych orbitach geosynchronicznych.

CAST opracował trzy różne satelity:

1. Beidou-3M na średnią orbitę (27 satelitów),
2. Beidou-3I na nachylonych orbitach geosynchronicznych (3 satelity),
3. Satelity Beidou-3G - orbity geostacjonarne (5 satelitów).

Beidou będzie świadczyć dwa rodzaje usług:

• bezpłatna usługa dostępna dla każdego, kto posiada kompatybilny terminal;
• ograniczone usługi do zastosowań wojskowych i innych.

Bezpłatna usługa zapewni dokładność pozycjonowania na poziomie 10 metrów, pomiar prędkości 0,2 m/s i dokładność pomiaru czasu na poziomie 10 nanosekund.

Ta ograniczona usługa będzie miała dokładność śledzenia wynoszącą 10 centymetrów i będzie obejmować sygnalizowane dane w celu zapewnienia użytkownikom informacji o stanie systemu.

Beidou-2

W latach 2010 i 2011 pięć satelitów Beidou-2I zostało wystrzelonych na potężnych rakietach Długi Marsz 3A w celu umieszczenia satelitów na nachylonych orbitach geosynchronicznych (55°) obejmujących Chiny i okolice. Pod koniec 2011 roku system Beidou-2 wszedł do służby dla operatorów w Chinach i okolicach z początkową dokładnością 25 metrów, która miała się poprawić w miarę wystrzeliwania większej liczby satelitów.

Satelity geostacjonarne Beidou-3G oparte są na platformie satelitarnej DFH-3B dostarczonej przez Chińską Akademię Technologii Kosmicznej (CAST), wykorzystując komponenty sprawdzonej w locie platformy DFH-3 i rozszerzając jej możliwości o bardziej zaawansowane ładunki i zmniejszając całkowitą masę platformy.

Platforma DFH-3B ma kształt sześciokąta o wymiarach 2,2 na 2,0 na 3,1 metra i masie ponad 3800 kilogramów. Satelity Beidou mają planowaną masę około 4600 kilogramów i wyposażone są w dwa trzysegmentowe panele słoneczne, które generują 6800 watów energii elektrycznej. Satelita wykorzystuje zaawansowane systemy nawigacji, w tym czujniki gwiazd i Ziemi oraz siłowniki położenia, zapewniając doskonałą stabilizację we wszystkich trzech osiach.

Dokładność stacji na orbicie geostacjonarnej wynosi +/- 0,05 stopnia.

Beidou RNSS działa na wzór europejskiego Galileo i amerykańskiego GPS, również wykorzystując podobne pasma częstotliwości. Rubidowe zegary atomowe zapewniają precyzyjne rozwiązania czasowe potrzebne do obliczenia opóźnienia czasowego od momentu wysłania sygnału do jego dotarcia do odbiornika, co z kolei umożliwia obliczenie odległości do satelity. Aby odbiornik mógł obliczyć dokładną pozycję, wymagane są trzy jednoczesne pomiary odległości do trzech różnych satelitów.

Obecnie eksploatowana sonda kosmiczna Beidou-2 transmituje sygnały B1 i B2, umożliwiając otwarte, bezpłatne usługi w regionie Azji i Pacyfiku. Zakłada się, że sygnały radiowe nawigacji będą emitowane w trzech pasmach częstotliwości B1, B2 i B3, zlokalizowanych w tych samych obszarach pasma L, co sygnały z innych GNSS.

Po wystrzeleniu w 2015 roku statku kosmicznego nowej generacji, kierownictwo programu Beidou ogłosiło zmianę w strukturze sygnału nawigacyjnego B1:

1. przesunięcie częstotliwości środkowej z 1561,098 MHz na 1575,42 MHz (jak cywilne sygnały GPS L1 i Galileo E1) oraz
2. zmiana modulacji QPSK na MBOC (na wzór modulacji przyszłego sygnału GPS L1C i Galileo E1).

Ma to na celu zapewnienie komplementarności systemu Beidou z GNSS GALILEO i GPS.

Beidou wykorzystuje osiem różnych sygnałów w czterech pasmach od 1100 do 1600 MHz:

• B1 (częstotliwość nośna: 1561,098 MHz / szerokość pasma: 4,092 MHz / modulacja: QPSK),
• B1-2 (1589,742/4,092/QPSK),
• B2 (1207.140/24/QPSK),
• B3 (1268.520/24/QPSK),
• B1-BOC (1575,42/16,368/MBOC),
• B2-BOC (1207.140 / 30.69 / BOC 10.5),
• B3-BOC (1268.520 / 35.805 / BOC 15, 2,5),
• L5 (1176.450 / 24 / QPSK).

Kompleks kontroli naziemnej Beidou

Jest zbudowany według klasycznego, scentralizowanego schematu: sieć bezpłatnych stacji pomiarowych generuje odczyty pierwotnych pomiarów parametrów nawigacyjnych sygnałów radiowych ze statku kosmicznego nawigacyjnego i przekazuje je do centrum kontroli systemu, które generuje informacje umieszczane na pokładzie statku kosmicznego poprzez specjalne stacje naziemne.

Sieć bezpłatnych stacji pomiarowych Beidou znajduje się również w Chinach. Długoterminowa strategia rozwoju systemu zakłada utworzenie globalnej sieci stacji poprawiających dokładność usług nawigacyjnych systemu Beidou.

Usługi nawigacyjne Beidou stały się dostępne w regionie Azji i Pacyfiku od grudnia 2012 r.

Terminale lądowe Beidou były używane po trzęsieniu ziemi w Syczuanie w 2008 r. i stały się standardowym wyposażeniem chińskiej straży granicznej. Do pomiaru współrzędnych samolotu potrzebne są co najmniej dwa satelity (dokładność wzrasta wraz z trzecim i czwartym), które mają kontakt z terminalem użytkownika i centralną stacją naziemną.

Terminal użytkownika odbiera sygnał z jednego satelity i transmituje sygnał odebrany przez oba satelity, które przekazują go do stacji naziemnej, gdzie pozycja 2D użytkownika jest obliczana na podstawie opóźnienia czasowego dwóch sygnałów, które można przetworzyć na informację 3D wykorzystanie mapy topograficznej w algorytmie podającym pozycję użytkownika, która następnie jest przesyłana z powrotem szyfrowanym łączem satelitarnym. Przy tego rodzaju wyszukiwaniu pozycji można jednocześnie obsłużyć 150 użytkowników.

Priorytety 2014: służyć społeczeństwu, korzyści dla ludzkości - system się rozwija!

Chengchi Renabiegał),

dyrektor generalny chiński

Biuro Nawigacji Satelitarnej

TłumaczenieartykułyWskazówki 2014: Służ światu, pożytku ludzkości – system dojrzewa (GPS World, 1 Grudzień 2013) zakończonyJSC « PRIN» V 2013 rok.

Przestrzegając zasad niezależności, otwartości, interoperacyjności i stopniowego rozwoju, Chiny stopniowo wdrażają własny globalny system nawigacji satelitarnej BeiDou (BDS), zgodnie z zaplanowaną trzyetapową strategią rozwoju.

Do 2000 roku powstał demonstracyjny system nawigacji satelitarnej BeiDou z pierwszej fazy rozwoju. Do grudnia 2012 r. wdrożono regionalny system nawigacji satelitarnej: pięć satelitów na orbicie geostacjonarnej (GEO), pięć satelitów na nachylonej orbicie geosynchronicznej (IGSO) i cztery satelity na średniej orbicie okołoziemskiej (MEO) wystrzelono w celu utworzenia konstelacji operacyjnej, a także zapewnienie oficjalnie rozpoczęto świadczenie usług nawigacyjnych dla regionu Azji i Pacyfiku.

Chengchi RenaRan jest dyrektorem generalnym Chińskiego Biura Nawigacji Satelitarnej i rzecznikiem Systemu Nawigacji Satelitarnej Bei.Dty. Jest absolwentem Uniwersytetu Tsinghua, uzyskując tytuł magistra inżynierii przemysłowej, a wcześniej był dyrektorem Wydziału Ogólnego Technologii w Chińskim Centrum Projektów Nawigacji Satelitarnej.

Wkład BDS na rzecz użytkowników w Chinach i na całym świecie jest powszechnie uznawany. System będzie w pełni funkcjonalny i będzie obsługiwał użytkowników na całym świecie prawdopodobnie do 2020 roku.

Zastosowaniesystemy

W związku z tym w 2014 r. wystrzelone zostaną nowe satelity, które uzupełnią istniejącą konstelację, a regionalne możliwości operacyjne zostaną zmodernizowane i rozszerzone do poziomu międzynarodowego. W sumie do 2020 roku ma zostać wystrzelonych około 40 satelitów.

Aktualnywydajność systemu

Dokładność wyznaczania na podstawie obserwacji jednoczęstotliwościowych w planie, wysokości i przestrzeni uzyskano odpowiednio na poziomach mniejszych niż 10 metrów, 10 metrów i 14 metrów. Dokładność synchronizacji czasu jest mniejsza niż 50 nanosekund. Dokładność wyznaczania prędkości jest mniejsza niż 0,2 metra na sekundę. Dokładność różnicowego roztworu fazy nośnej wynosi około 2-3 centymetry. W ciągu ostatniego roku system BDS był stale udoskonalany i rozbudowywany, a jego działanie w niektórych regionach znacznie przekroczyło dotychczasowe wskaźniki.

Pomoc w aplikacji

Stosowanie BDS odgrywa w Chinach ważną rolę, szczególnie w obszarze promocji nauki i technologii. Chińscy naukowcy i inżynierowie świadomie i entuzjastycznie przyjęli pojawienie się niezależnego systemu nawigacji satelitarnej i poczynili ogromne postępy w badaniach i rozwoju technologii nawigacji satelitarnej, a także nowych osiągnięciach w produkcji chipów nawigacyjnych, anten, terminali i zintegrowanych usługi.

W 2012 roku całkowita produkcja chińskiej branży nawigacji satelitarnej i usług lokalizacyjnych osiągnęła 81 miliardów juanów (równowartość 13,2 miliarda dolarów), co stanowi 8 procent światowej branży. Na koniec 2012 roku liczba urządzeń BDS do użytku cywilnego wynosiła 230 000 sztuk, a łączna wartość produkcji przemysłu związanego z BDS wynosiła blisko 4 miliardy juanów (652 miliony dolarów), co stanowiło około 5 procent całkowitego produktu krajowego .

Polityka Chin mająca na celu rozszerzenie wykorzystania nawigacji satelitarnej jest w fazie opracowywania. Wydano średnio- i długoterminowe plany rozwoju krajowej branży nawigacji satelitarnej. Nawigacja satelitarna stała się jedną z rozwijających się gałęzi przemysłu o strategicznym znaczeniu. BDS przenosi chińską nawigację satelitarną i branżę związaną z lokalizacją w nową erę.

Dystrybucjawidocznyna orbiciesatelityBeiDty.

Współpraca międzynarodowa

Chiny podtrzymują i przestrzegają koncepcji „BeiDou dla Chin i świata”, opowiadając się za kompatybilnością i komplementarnością wszystkich systemów nawigacji satelitarnej oraz dążą do promowania globalnego zastosowania systemów nawigacji satelitarnej. Aby zapewnić użytkownikom bardziej niezawodne i niezawodne usługi nawigacji satelitarnej, firma BDS dołączyła do międzynarodowej społeczności monitorującej i oceniającej jakość GNSS. Korzystając ze stacji monitorujących na całym świecie, międzynarodowej wymiany obserwacji i wspólnych badań oceniających, BDS stara się oferować użytkownikom niezawodne monitorowanie, ocenę i dane.

Aby szybciej osiągnąć zamierzony obszar zasięgu BDS, zainicjowano kampanie mające na celu wdrożenie, demonstrację i testowanie systemu BeiDou. Uruchomiono „BeiDou Asia Pacific Tour” i „BeiDou ASEAN Tour”, aby przyspieszyć zastosowanie systemów nawigacji satelitarnej w wielu krajach. Aby spopularyzować technologię nawigacji satelitarnej, szczególnie w celu zwiększenia jej akceptacji i zastosowania w krajach rozwijających się, BDS zapewniło edukację akademicką, krótkoterminowe szkolenia i wykłady tematyczne przy wsparciu Międzynarodowego Centrum Wymiany i Szkoleń GNSS.

Chiny organizują także coroczną konferencję dotyczącą nawigacji satelitarnej, aktywnie uczestniczą w wydarzeniach wymiany międzynarodowej w dziedzinie nawigacji satelitarnej, promują wymianę naukową, fora wysokiego szczebla i popularyzację wiedzy.

Patrząc w przyszłość

BDS jest aktywnie zainteresowany:

• ustanowienie systemów korekcji różnicowej nawigacji satelitarnej w regionie Azji i Pacyfiku oraz na całym świecie, opracowanie bardziej wydajnych usług zapewniających dokładność na poziomie decymetrowym w czasie rzeczywistym i dokładność na poziomie centymetrowym po przetwarzaniu;
• tworzenie ośrodków certyfikacji i testowania jakości produktów nawigacji satelitarnej;
• przyspieszenie rozwoju przepisów i praw własności intelektualnej;
• przyłączenie się do organizacji międzynarodowych takich jak Organizacja Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego (ICAO), Międzynarodowa Organizacja Morska (IMO), konsorcjum opracowujące specyfikacje dla telefonii komórkowej (3GPP);
• wzmocnienie kompatybilności i interoperacyjności z innymi systemami nawigacji satelitarnej;
• promowanie zastosowania BDS/GNSS w transporcie, energetyce, rządzie, finansach, telekomunikacji, ograniczaniu ryzyka katastrof, pomocy itp., aby realizować cele BDS w służbie pokojowi i ludzkości.

BDS w pełni wykorzysta unikalne zalety usług nawigacji, komunikacji i korekcji różnicowej, aby ulepszyć własną usługę krótkich wiadomości tekstowych (SMS), a także zapewnić możliwości operacyjne w zakresie pozycjonowania i pomiaru czasu. BDS skutecznie integruje satelitarne i naziemne systemy korekcji różnicowej i kładzie nacisk na wprowadzenie kompatybilności i komplementarności pomiędzy różnymi GNSS. Zapewni to jego płynną integrację z komunikacją mobilną, usługami pozycjonowania, Internetem, wysoką jakość, niezawodność i efektywność działania na rzecz rozwoju środowiskowego, społecznego, bezpieczeństwa publicznego i użytkowników indywidualnych.

Nowoczesne odbiorniki Trimble GNSS obsługują odbiór sygnałów satelitarnych systemu BeiDou z możliwością postprocessingu odebranych danych i pracy w trybie RTK: - w standardzie R8s, R9s oraz - opcjonalnie. Wszystkie odbiorniki PrinCe domyślnie obsługują satelity systemu Beidou.

25 /01
2019

Do potwierdzenia 5.0 Czy warto zmieniać? 10 powodów „za”!

Ostatnio zaczęliśmy otrzymywać sporo zapytań od użytkowników, którzy planują aktualizację do najnowszej wersji Trimble Business Center 5.0, ale wcześniej chcieliby się dowiedzieć, czy w ogóle warto aktualizować do nowej wersji, czy też lepiej kierować się powiedzeniem „Stary koń nigdy nie psuje bruzdy” i pozostać przy zwykłej, przestarzałej wersji.