Спутниковая навигационная система Бэйдоу - китайская спутниковая система навигации, состоящая из двух отдельных групп спутников. Первая группа Бэдоу-1, официально названная как Экспериментальная спутниковая навигационная система, была запущена в 2000 году в ограниченном тестовом режиме и состояла только из трех спутников. Вторая группа Бэйдоу-2, также известная как COMPASS, находится в стадии создания, которое предполагается завершить к 2020 году.

Название Бэйдоу, система получила в честь созвездия Большой Медведицы, которое с давних времен использовалось в навигации для нахождения Полярной Звезды. Оригинальная идея создания китайской навигационной системы была предложена ещё в 1980 гг. Ченом Фангьюном (Chen Fangyun).

Китайское национально космическое управление определило следующий порядок развития системы Бэйдоу:

• 2000—2003 гг.: Экспериментальная система Бэйдоу, состоящая из трёх спутников.
• 2012 год: Навигационная система для покрытия территории Китая и остальной Азии.
• 2020 год: Глобальная навигационная система.

В начале 2000-х годов Китайская Бэйдоу-1 отставала от GPS и ГЛОНАСС минимум на поколение. Экспериментальная спутниковая система работала медленнее, давала худшие результаты и была в десятки раз дороже. В 2004 году, с началом создания Бэйдоу-2, произошла модернизация технологий и ситуация изменилась в лучшую сторону. Планируется, что новая глобальная спутниковая система навигации Бэйдоу будет состоять из 35 спутников, среди которых 5 будут расположены на геостационарной орбите, а оставшиеся 30 на средних орбитах, полностью охватывающих Землю. Как и в других спутниковых системах, будет доступно два уровня позиционирования услуг - открытый и закрытый (для военных). Открытый вариант будет доступен по всему миру для обычных пользователей и, как утверждают разработчики, точность позиционирования составит до 10 метров, а скорость до 0.2 метров в секунду.

Китайской стороне ещё предстоит урегулировать вопросы с американской, европейской и российской сторонами относительно частотных диапозонов, которые будет использовать Бэйдоу. Пока же китайская спутниковая система работает на частотах сигнала В1 и Е2 с частотой 1561,098 МГц.

Бэйдоу-2 была запущена в коммерческую эксплуатацию 27 декабря 2012 года, как навигационная система для Азиатско-Тихоокеанского региона. Из выведенных на орбиту 16-ти спутников, задействованы 11, а остальные 5 выполняют резервную функцию. Количество спутников будет увеличиваться вплоть до 2020 года и когда система заработает в полную мощность, начнется её использование по всей Земле.

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

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

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

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

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

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

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.

По утверждению китайской стороны, испытания показали, что точность, которой можно достичь с помощью системы из двух геостационарных КА, сопоставима с точностью, обеспечиваемой системой GPS. Это утверждение представляется весьма спорным. Видимо, при сравнении точности речь идет о системе, включающей не только КА на ГСО, но и несколько сверх длинноволновых наземных станций. В совокупности они образуют единую сеть опорных радионавигационных точек и позволяют создать разностно-дальномерную радионавигационную систему. Отличием такой системы от, например, GPS или ГЛОНАСС является невозможность применения скоростных измерений. Точность определения координат потребителя в такой системе, в принципе, сравнима с точностью, обеспечиваемой «гражданским» сигналом системы GPS в режиме селективного доступа при условии, что текущее положение навигационных КА на ГСО известно с высокой точностью.

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

Китай приступил к самостоятельной разработке спутниковых навигационных систем с 1994 г. До этого подобные научно- технические изобретения были способны создавать лишь в США, России и Европе.

В 2000 году начато проектирование второго поколения навигационной системы, которая будет включать большее число спутников и обслуживать не только территорию КНР, но и другие районы.

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.

О создании Китайской глобальной навигационной системы было объявлено в 2006 году.

Планируется развертывание глобальной навигационной системы в составе 35 космических аппаратов к 2020 году (по другим источникам - 36 КА, по третьим - 37 КА), в числе которых: 5 спутников на геостационарной орбите;3 спутника на наклонной геосинхронной орбите; 27 спутников на средней околоземной орбите; несколько дополнительных спутников возможно составят орбитальный резерв.

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

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.

Принцип работы ГНСС BeiDou

Управление КА Beidou осуществляется из Центра управления спутниками в г.Сиань (провинция Шаньси). Собственная региональная система навигации КНР для стран Юго-Восточной Азии и Тихого океана на базе спутников «Бэйдоу» (Beidou, «Большая Медведица») (Компас) находится в стадии развертывания и планируется, что будет преобразована в ограниченную по возможностям систему глобальной навигации с космическим сегментом из 25 КА.

В состав системы должны входить четыре геостационарных спутника, 12 КА на наклонных геосинхронных орбитах и девять КА на круговых орбитах высотой 22000 км.

Китайские представители также отметили, что еще предстоит урегулировать вопросы, касающиеся частотных диапазонов с российской, американской и европейской стороной, которые также владеют спутниковыми навигационными группировками. Для спутников «Бэйдоу-2» на геостационарной орбите зарезервированы точки стояния 58.75°, 80°, 110.5° и 140° в.д. В Международном союзе электросвязи система зарегистрирована под обозначением «Компас» (Compass). Первый из четырех геостационарных аппаратов «Бэйдоу-2» запущен 12 апреля 2007 года. Эти аппараты будут совместимы с тремя уже запущенными «Бэйдоу-1».

Состав и структура ГНСС BeiDou

Система покрывает район в диапазоне широт примерно от 5 до 55 градусов с.ш. и по долготе примерно от 70 до 140 градусов в.д. Интересной особенностью всех трех спутников является то, что они находятся на геостационарных орбитах, в отличие от спутников систем GPS и ГЛОНАСС, находящихся на орбитах средней высоты. Этот факт позволяет обеспечить достаточно большую область покрытия при помощи всего двух спутников. Наземная система включает центральную станцию управления и три станции радиолокации.

Система обеспечивает точность определения местоположения 100 метров и может работать одновременно со 150 терминалами. Сначала центральная станция посылает сигнал пользователю через два спутника. Когда терминал пользователя получает сигнал от одного из спутников, он отсылает его обратно обоим. Центральная станция получает этот сигнал от обоих спутников и определяет двумерное положение пользователя. Оно затем сравнивается с трехмерной картой поверхности и отсылается пользователю через те же спутники. Поскольку такой способ работы требует наличия двусторонней связи с геостационарными спутниками, терминал пользователя должен иметь мощную антенну. Поэтому терминалы намного больше и дороже, чем используемые в системе GPS.

Вторая система, Бэйдоу-2, обычно называется просто Бэйдоу или Компас. Она будет состоять из 35 спутников, из которых 5 будет находится на геостационарной орбите. Остальные спутники, как обычно, будут находится на орбите средней высоты. Заметим, что такой выбор высоты расположения навигационных спутников позволяет использовать глобальные навигационные системы для определения положения на орбите спутников, находящихся на низких орбитах. Как и другие системы позиционирования, Бэйдоу предоставит два раздельных сервиса, для гражданского использования и для военных нужд.

Кроме того, что просто появится новая система глобального позиционирования, можно ожидать качественного улучшения в предоставляемом сервисе позиционирования. За счет того, что число всех спутников превысит три четверти сотни, значительно улучшится скорость получения сигнала и работа приемников в городах, в том числе, в помещениях. Как известно, в настоящее время поймать сигнал со спутника какой-либо системы глобального позиционирования в помещении или рядом с высокими зданиями практически невозможно. Особенно выиграют от таких изменений обладатели коммуникаторов и смартфонов с модулем позиционирования, так как его мощность зачастую не позволяет использовать их в описанных условиях. Использование нескольких навигационных систем одновременно для улучшения качества предоставляемого сервиса может оказаться особенно простым и эффективным в силу того, что частоты передачи данных систем Бэйдоу и Галилео заметно пересекаются. Интересно, что эти данные стали известны еще в 2007 году после запуска первого спутника Compass-M1, хотя официально не было объявлено, на каких частотах работает этот спутник, запущенный в целях тестирования некоторых систем, и в первую очередь – системы передачи данных. Однако, в течение примерно двух месяцев специалисты CNES(Национальный центр космических исследований, Франция) полностью определили все характеристики используемой связи. Напомним, что изначально КНР не планировала разворачивать собственную систему глобального позиционирования. В сентябре 2003 года Китай выразил желание принять участие в разработке и развертывании системы Галилео, и примерно через год официально присоединился к разработке. Однако, в началу 2008 года КНР заявила о неудовлетворенности сотрудничеством и приняла решение о разработке собственной системы. Возможно, это объясняет схожие системы передачи данных, используемые в спутниках систем Бэйдоу и Галилео.

Описание наземной инфраструктуры ГНСС BeiDou

Система функциональных дополнений наземного базирования насчитывает 155 базовых станций и 2400 региональных станций, развернутых на территории КНР.

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.

Станции слежения

Станции слежения оборудованы двухчастотными приемниками UR240 и антеннами UA240, разработанными китайской компанией UNICORE и способными принимать сигналы систем GPS и Compass. 7 из них размещены в Китае: в Чэнду (CHDU), Харбине (HRBN), Гонконге (HKTU), Лхасе (LASA), Шанхае (SHA1), Ухане (CENT) и Сиане (XIAN); и еще 5 - в Сингапуре (SIGP), Австралии (PETH), ОАЭ (DHAB), Европе (LEID) и Африке (JOHA).

Приемники

Навигатор в китайской системе является не только приемником, но и передатчиком сигнала. Станция мониторинга через два спутника посылает сигнал пользователю. Устройство пользователя после получения сигнала посылает ответный сигнал через оба спутника. Наземная станция по задержке сигнала рассчитывает географические координаты пользователя, определяет высоту по имеющейся базе данных и передает сигналы на устройство пользовательского сегмента.

Космический сегмент

Текущее состояние спутниковой группировки

В настоящее время система BeiDou предоставляет услуги спутниковой навигации потребителям в Китае и соседних регионах, в зоне обслуживания 55°с.ш. - 55° ю.ш. и 55° в.д. - 180° в.д., т.е. работает в режиме обслуживания региональных потребителей.

Развитие системы BeiDou второго поколения началось в 2004 году. В 2009 году начато создание системы третьего поколения

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

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 BeiDou-2.

За период c начала 2017 года по 1 квартал 2018 года были успешно запущены 4 пары спутников BeiDou-3: 05.11.2017 г., 12.01.2018 г., 12.02.2018 г., 30.03.2018 г. В третьем квартале 2018 года запущены: спутник BeiDou-2 (10.07.2018г.) и пара спутников BeiDou-3 (29.07.2018г.). Также успешно выведены на орбиту пара спутников BeiDou-3 25.08.2018г.; пара спутников группировки BeiDou-3 19.09.2018г.; 4 квартал текущего года: пара спутников группировки BeiDou-3 15.10.2018г.; 1 спутник BeiDou-3 01.11.2018; пара спутников группировки BeiDou-3 19.11.2018г. Спутники пока не используются по целевому назначению.

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 находятся:

На средних орбитах – 18 НКА;

На геостационарной орбите – 1 НКА.

Точность позиционирования системы для гражданского населения составляет менее 10 метров, точность измерения скорости менее 0,2 метра в секунду. Для военных нужд позиционирование производится с точностью до 10 см.

Спутниковая группировка в 2020 году

30 сентября 2015 года был запущен первый спутник BDS-3, явившийся началом создания 3-го поколения системы BeiDou (BDS-3), которая к 2020 году должна обеспечить глобальную зону предоставления пользователям навигационных услуг с открытым и санкционированным доступом.

К 2020-му Китай планирует установить 35 среднеорбитальных спутников на высоте около 22 тыс. км и дополнительные 8 спутников на геостационарной и геосинхронной орбитах (более 35 тыс. км).

Типы КА

КА НА ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ И ГЕОСИНХРОННОЙ НАКЛОННОЙ ОРБИТЕ:

КА BEIDOU НА СРЕДНЕВЫСОТНОЙ ОРБИТЕ:

Статьи и Лайфхаки

Содержание :

1.
2.
3.
4.

В описании характеристик, среди использующихся в мобильных устройствах навигационных систем вроде, GPS и ГЛОНАСС, в последнее время можно встретить еще одну. О том, что же такое Beidou (Бэйдоу) и для чего она используется в смартфоне, мы и расскажем.

Что представляет собой Beidou

Как и было сказано выше, Beidou – это китайская спутниковая навигационная система, аналог американской GPS и , а также еще не дошедшего до стадии активного коммерческого использования европейского проекта Galileo.

Свое название получила в честь китайского варианта имени созвездия Большой Медведицы.

Состоит система из спутниковой группировки и сети наземных станций, большая часть которых находится на территории Китая. Однако в последнее время идет интенсивное расширение: наземные базы появились в следующих странах и регионах:

• Россия.
• Пакистан.
• Сингапур.
• Австралия.
• Африка.
• Европа.

Длительное время существовавшая ситуация, когда GPS была фактически монополистом на рынке навигационных услуг в сочетании с агрессивной и непредсказуемой политикой Соединенных Штатов не слишком устраивала большинство стран, поэтому на случай возможных конфликтов они заботятся об альтернативе.

Тем не менее, пока что Beidou по размерам своего покрытия не может считаться глобальной системой и относится к региональным, так же, как, например, индийская IRNSS.

На каком принципе работает Beidou

Как и в любой другой современной навигационной системе, местоположение устройства определяется при помощи измерения скорости прохождения радиосигнала к нему от расположенного на спутнике или наземной станции передатчика.

Дальше вступает в действие тривиальная геометрия: поскольку скорость распространения электромагнитных волн в атмосфере постоянна, имея координаты минимум трех источников, система определяет точку, где находится устройство, с погрешностью менее чем 1 метр.

Какие устройства поддерживают эту систему

В первую очередь, это гаджеты китайских производителей, предназначенные для китайского же рынка. Например, поддержка использования Beidou имеется в таком недорогом (около 5 тыс. рублей) смартфоне, как .

В то же время в аппаратах, предназначенных для других рынков, эта система может и отсутствовать. Например, для устройств, предназначенных для продажи россиянам, вместо Beidou могут установить ГЛОНАСС.

Кроме того, этой системой оснащают свои устройства многие другие производители Юго-Восточной Азии. Она имеется в смартфонах таких брендов, как , хотя и далеко не в каждой модели.

А вот в таких известных топовых гаджетах, как Google Pixel или Iphone X модуль Beidou отсутствует, в то время как с ГЛОНАСС они работать способны.

Как определить, имеется ли поддержка Beidou в вашем смартфоне

Для этого можно воспользоваться приложением AndroiTS GPS Test, загрузить которое можно с . Среди прочих вкладок в нем имеется список спутников, с которыми может взаимодействовать смартфон.

Национальная принадлежность каждого из них отмечена флажком соответствующей страны. Если в списке есть красные китайские флажки – значит, Beidou в нем тоже имеется.

При этом каких-либо действий владельца для пользования этой системой предпринимать не требуется. Китайские спутники будут использоваться для повышения точности определения координат наравне с сателлитами ГЛОНАСС и GPS при обращении к навигации соответствующих приложений.

Как уверяют создатели Beidou, к 2020 году она должна стать полноценной глобальной навигационной системой, ничуть не уступающей своим американским и российским конкурентам. Произойдет ли это в действительности, покажет будущее: поживем – увидим.

Вывел на орбиту еще два спутника навигационной системы Beidou, в результате чего страна завершила формирование группировки спутников BDS-3 для предоставления навигационных услуг странам инициативы «Один пояс - один путь».

Это событие по сути знаменует собой завершение создания глобальной навигационной системы Beidou, которая станет конкурентом американской GPS и российской ГЛОНАСС .

Китай запустил аналог ГЛОНАСС

Правительство Поднебесной планирует не только заменить GPS в Китае на Beidou, но и предлагать базовые услуги спутниковой навигации своим партнерам по всему миру, начиная с конца 2018 года.

По словам главного конструктора Beidou Ян Чанфэна, вывод в космос еще двух спутников Beidou стал ключевым этапом перехода национальной экспериментальной системы к региональной, а впоследствии и к международной навигационной системе. Он также отметил, что точность позиционирования спутников была увеличена с 5 до 2,5 метров в сравнении со спутниками предыдущего поколения BDS-2.

Новые навигационные спутники были доставлены на орбиту при помощи ракеты-носителя «Чанчжэн-3-Би». Запуск состоялся с космодрома Сичан (провинция Сычуань, Юго-Западный Китай) в 02:07 по местному времени (21:07 мск). Спустя три часа после старта оба спутника вышли на расчетные средневысотные околоземные орбиты.

К ноябрю 2018 года на орбите находится 19 спутников серии BDS-3, а всего система Beidou включает 43 аппарата. В 2019-2020 годах КНР планирует запустить еще шесть аппаратов серии Beidou-3 на средневысотную околоземную орбиту.

Beidou стала четвертой глобальной навигационной системой после GPS, ГЛОНАСС и европейской . Индия также строит собственную систему под названием Regional Navigation Satellite System (IRNSS)

2017: Россия и Китай создадут технопарк по спутниковой навигации

Государственная комиссия по китайской навигационной спутниковой системе предложила осенью 2017 года государственной корпорации по космической деятельности участвовать в создании международного инновационного центра по применению спутниковой навигации, сообщают центральные СМИ .

Предполагается, что совместный центр займется разработкой приложений на основе спутникового позиционирования

Структура может быть создана на базе одного из университетов Китая . Все детали проекта планируется обсудить в мае 2018 года во время 9-й Китайской конференции по спутниковой навигации в Харбине.

"В центре будет сосредоточена информация о последних достижениях в области, можно будет демонстрировать оборудование и аппаратуру, проводить обучение и повышать знания. Можно сказать, аналог "Сколково", но со специализацией по спутниковой навигации", - уточнили в госкорпорации.

Эксперты считают, что реализация совместного российско-китайского проекта будет способствовать стратегическому сотрудничеству между системами ГЛОНАСС и BeiDou, договоренность о котором достигнута на политическом уровне.

Сейчас стороны работают над созданием совместного приемника ГЛОНАСС/BeiDou, реализуют проект по навигационно-информационному обеспечению трансграничных переходов.

2012

В конце 2012 года Навигационное бюро КНР (China Satellite Navigation Office) опубликовало спецификацию сигналов китайской навигационной системы Beidou. Отныне любой производитель может выпускать приемники, использующие сигналы этой системы. Желающие скорее всего найдутся, несмотря на то, что рабочих спутников в системе Beidou сейчас все еще меньше, чем, например, в ГЛОНАСС .

Согласно планам, система Beidou (в переводе с китайского означает «Северный ковш», что соответствует названию созвездия «Большая Медведица»; иногда еще используется название «Compass») будет состоять из 35 спутников – пяти на геостационарных орбитах и тридцати на орбитах средней высоты. Ожидается, что горизонтальная точность определения координат у китайской спутниковой навигационной системы составит 10 м, точность измерения времени – 10 наносекунд, а точность измерения скорости – 0,2 м/с. Платные пользователи получат более точные данные, а также способность коммуницировать с помощью спутниковой связи.

Идея создать собственную навигационную систему появилась в КНР еще в 1980 году. Первый экспериментальный спутник был запущен в 2000 году. В настоящее время планируется, что Beidou будет полностью развернута к 2020 году. В декабре 2012 года Beidou начала предоставлять потребителям услуги в Азиатско-Тихоокеанском регионе. В настоящее время в космосе находятся 14 работоспособных космических аппаратов. В 2012 году было запущено шесть навигационных спутников.

Быстрый прогресс в строительстве китайской навигационной системы выглядит чудом. Особенно если вспомнить, что еще в 2009-м году мир потешался над историей с космическим аппаратом Beidou G2. Напомню: китайский навигационный спутник G2 системы Beidou был запущен 15 апреля 2009 года и 23 апреля, как заявило китайское агентство Синьхуа, вышел на заданную орбиту. Вскоре после этого он сдвинулся от своей орбиты на 10 градусов, стал неконтролируемым и принялся дрейфовать к западу, пополнив ряды космического мусора. Примерно такая же история произошла и в 2007-м году, когда спутник Beidou 1D, запущенный Китаем, вышел из под контроля китайских специалистов. Позже КНР сделало попытку поднять Beidou 1D на 130 км, чтобы сделать его менее опасным для действующих геостационарных спутников других стран.

Прошло всего три года – и вот китайские навигационные спутники функционируют исправно и вполне надежно, и шумные казусы с ними более не случаются. Согласно измерениям, точность определения координат в системе Beidou в Азиатско-Тихоокеанском регионе составляет в настоящее время порядка 25 метров по горизонтали и 30 метров по вертикали. Исследовательский центр топографического развития Государственного бюро геодезии и картографии КНР совместно с издательством «Общественная и научная литература» опубликовали некоторое время назад доклад о развитии спутниковой навигации в Китае в 2011 году. Согласно документу, эта отрасль вступила в КНР в период стремительного развития. Предполагается, что к 2015 году оборот отрасли превысит 225 млрд юаней (порядка $36 млрд) и станет новой важной точкой роста национальной экономики.