BeiDou - BeiDou
Страна / страны происхождения | Китай |
---|---|
Оператор (ы) | CNSA |
Тип | Военный, коммерческий |
Положение дел | Оперативный |
Покрытие | Глобальный |
Точность | 3,6 м (общедоступный) 2,6 м (Азиатско-Тихоокеанский регион, общедоступный) 10 см (зашифрованный) |
Размер созвездия | |
Всего спутников | 35 (2020) |
Спутники на орбите | 35 год |
Первый запуск | 31 октября 2000 г. |
Последний запуск | 23 июня 2020 г. |
Всего запусков | 59 |
Орбитальные характеристики | |
Режим (ы) | ГЕО , ИГСО , СОО |
Веб-сайт | ru |
Геодезия |
---|
Бэйдоу ( BDS ) ( китайский :北斗卫星导航系统; пиньинь : Běidǒu Weixing Dǎoháng Xìtǒng [Peitou weiɕiŋ tauxǎŋ ɕitʰʊŋ] ) является китайская спутниковая навигационная система. Он состоит из двух отдельных спутниковых группировок . Первая система BeiDou, официально называемая экспериментальной системой спутниковой навигации BeiDou, также известная как BeiDou-1, состояла из трех спутников, которые, начиная с 2000 года, предлагали ограниченное покрытие и навигационные услуги, в основном для пользователей в Китае и соседних регионах. BeiDou-1 был выведен из эксплуатации в конце 2012 года. 23 июня 2020 года был успешно запущен последний спутник BeiDou, запуск 55-го спутника семейства Beidou. Третья версия навигационной спутниковой системы Beidou обещает обеспечить глобальное покрытие для хронометража и навигации, предлагая альтернативу российской системе ГЛОНАСС , европейской системе позиционирования Galileo и американской системе GPS .
Второе поколение системы, официально названное BeiDou Navigation Satellite System (BDS), также известное как COMPASS или BeiDou-2, было введено в эксплуатацию в Китае в декабре 2011 года с частичной группировкой из 10 спутников на орбите. С декабря 2012 года он предлагает услуги клиентам в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
В 2015 году Китай запустил систему BeiDou третьего поколения (BeiDou-3) для глобального покрытия. Первый спутник BDS-3 был запущен 30 марта 2015 года. 27 декабря 2018 года навигационная спутниковая система BeiDou начала предоставлять глобальные услуги. 35-й и последний спутник BDS-3 был запущен на орбиту 23 июня 2020 года. В 2016 году было заявлено, что BeiDou-3 достигнет миллиметровой точности (с постобработкой).
По данным China Daily , в 2015 году, через пятнадцать лет после запуска спутниковой системы, она приносила оборот в 31,5 млрд долларов в год для крупных компаний, таких как China Aerospace Science and Industry Corporation , AutoNavi Holdings Ltd. и China North Industries Group Corp. .
Номенклатура
Официальное английское название системы - BeiDou Navigation Satellite System . Он назван в честь астеризма Большой Медведицы , который на китайском языке известен как Běidǒu ( китайский :北斗). Название буквально означает «Северная Медведица» - название, данное древнекитайскими астрономами семи ярчайшим звездам созвездия Большой Медведицы . Исторически этот набор звезд использовался в навигации для определения Полярной звезды . Таким образом, название BeiDou также служит метафорой для спутниковой навигационной системы.
История
Зачатие и начальное развитие
Первоначальная идея китайской спутниковой навигационной системы была придумана Чен Фанюнем и его коллегами в 1980-х годах. Риск отказа в доступе к GPS, в том числе предполагаемый случай в 1996 году во время кризиса в Третьем Тайваньском проливе , дал толчок к созданию BeiDou.
По данным Китайского национального космического управления , в 2010 году разработка системы будет осуществляться в три этапа:
- 2000–2003: экспериментальная навигационная система BeiDou, состоящая из трех спутников.
- К 2012 году: региональная навигационная система BeiDou, охватывающая Китай и соседние регионы.
- К 2020 году: глобальная навигационная система BeiDou
Первый спутник BeiDou-1A был запущен 30 октября 2000 года, за ним - BeiDou-1B 20 декабря 2000 года. Третий спутник, BeiDou-1C (резервный спутник), был выведен на орбиту 25 мая 2003 года. Успешный запуск из Beidou-1С также означает создание навигационной системы БейДоу-1.
2 ноября 2006 года Китай объявил, что с 2008 года BeiDou будет предлагать открытую услугу с точностью до 10 метров, временем 0,2 микросекунды и скоростью 0,2 метра в секунду.
В феврале 2007 года был запущен четвертый и последний спутник системы BeiDou-1, BeiDou-1D (иногда называемый BeiDou-2A , служащий резервным спутником). Сообщалось, что на спутнике произошел сбой в системе управления, но затем он был полностью восстановлен.
В апреле 2007 года первый спутник BeiDou-2, а именно Compass-M1 (для проверки частот группировки BeiDou-2), был успешно выведен на свою рабочую орбиту. Второй спутник группировки BeiDou-2 Compass-G2 был запущен 15 апреля 2009 года.
15 января 2010 года официальный веб-сайт навигационной спутниковой системы BeiDou стал онлайн, и 17 января 2010 года третий спутник системы ( Compass-G1 ) был выведен на его орбиту ракетой Long March 3C .
2 июня 2010 года четвертый спутник был успешно выведен на орбиту.
Пятый орбитальный аппарат был запущен в космос с космодрома Сичан ракетой - носителем LM-3I 1 августа 2010 года.
Три месяца спустя, 1 ноября 2010 года, шестой спутник был отправлен на орбиту с помощью LM-3C.
Другой спутник, Beidou-2 / Compass ИГСО-5 (пятый наклонена геостационарной орбите) спутника, был запущен с Сичан на Лонг марта 3A 1 декабря 2011 (UTC).
Участие Китая в системе Галилео
В сентябре 2003 г. Китай намеревался присоединиться к проекту европейской системы позиционирования Galileo и инвестировать 230 миллионов евро (296 миллионов долларов США, 160 миллионов фунтов стерлингов) в Galileo в течение следующих нескольких лет. В то время считалось, что китайская навигационная система BeiDou будет использоваться только его вооруженными силами.
В октябре 2004 года Китай официально присоединился к проекту Galileo, подписав Соглашение о сотрудничестве в программе Galileo между «Совместным предприятием Galileo» (GJU) и «Национальным центром дистанционного зондирования Китая» (NRSCC) . На основе китайско-европейского соглашения о сотрудничестве по программе Galileo в декабре 2004 года была основана компания China Galileo Industries (CGI), главный подрядчик участия Китая в программах Galileo. К апрелю 2006 года было подписано одиннадцать проектов сотрудничества в рамках программы Galileo. между Китаем и ЕС.
Однако в январе 2008 года гонконгская газета South China Morning Post сообщила, что Китай не удовлетворен своей ролью в проекте Galileo и должен конкурировать с Galileo на азиатском рынке.
Фаза III
- В ноябре 2014 года Beidou стал частью Всемирной радионавигационной системы (WWRNS) на 94-м заседании Комитета по безопасности на море Международной морской организации (IMO), который утвердил «Циркуляр по безопасности навигации» навигационной спутниковой системы BeiDou (BDS). .
- В 21:52 по пекинскому времени, 30 марта 2015 года, первый навигационный спутник BeiDou нового поколения (и 17-й в целом) был успешно выведен на орбиту с помощью ракеты Long March 3C .
- 20 апреля 2019 года был успешно запущен спутник BeiDou. Запуск произошел в 22:41 по пекинскому времени , и Long March 3B доставил навигационную нагрузку BeiDou на эллиптическую переходную орбиту в диапазоне от 220 км до 35 787 км с наклоном 28,5 ° к экватору, согласно данным военного слежения США.
- 23 июня 2020 года был успешно запущен последний спутник BeiDou, запуск 55-го спутника семейства Beidou. Третья версия навигационной спутниковой системы Beidou обещает обеспечить глобальное покрытие для хронометража и навигации, предлагая альтернативу российской системе ГЛОНАСС и европейской системе позиционирования Galileo , а также американской системе GPS .
BeiDou-1
Описание
BeiDou-1 представляла собой экспериментальную региональную навигационную систему, состоящую из четырех спутников (три рабочих спутника и один резервный спутник). Сами спутники базировались на китайском геостационарном спутнике связи DFH-3 и имели стартовую массу 1000 кг каждый.
В отличие от американской системы GPS , российской ГЛОНАСС и европейской системы Galileo , которые используют спутники на средней околоземной орбите , BeiDou-1 использовала спутники на геостационарной орбите . Это означает, что система не требует большого созвездия спутников, но также ограничивает зону покрытия земными участками, где спутники видны. Обслуживаемая зона составляет от 70 ° до 140 ° восточной долготы и от 5 ° до 55 ° северной широты. Частота системы составляет 2491,75 МГц.
Завершение
Первый спутник, BeiDou-1A, был запущен 31 октября 2000 года. Второй спутник, BeiDou-1B, был успешно запущен 21 декабря 2000 года. Последний действующий спутник группировки, BeiDou-1C, был запущен 25 мая 2003 года.
Расчет позиции
В 2007 году официальное агентство новостей Синьхуа сообщило, что разрешение системы BeiDou составляет всего 0,5 метра. С существующими пользовательскими терминалами кажется, что калиброванная точность составляет 20 м (100 м, без калибровки).
Терминалы
В 2008 году БейДоу-1 клемма заземления будет стоить около CN ¥ 20,000 ( US $ 2929), почти в 10 раз дороже современного терминала GPS. Стоимость терминалов объяснялась стоимостью импортных микрочипов. В Китае High-Tech Fair ELEXCON ноября 2009 года в Шэньчжэне , терминал Beidou по цене CN ¥ 3000 был представлен.
Приложения
- Более 1000 терминалов BeiDou-1 использовались после землетрясения в провинции Сычуань в 2008 году , предоставляя информацию из зоны бедствия.
- По состоянию на октябрь 2009 года все китайские пограничники в Юньнани были оснащены приборами BeiDou-1.
Сунь Цзядон , главный разработчик навигационной системы, сказал в 2010 году, что «многие организации уже давно используют нашу систему, и она им очень нравится».
Вывод из эксплуатации
BeiDou-1 был выведен из эксплуатации в конце 2012 года, после ввода в эксплуатацию системы BeiDou-2.
BeiDou-2
Описание
BeiDou-2 (ранее известный как COMPASS) не является расширением более старого BeiDou-1, а, скорее, полностью заменяет его. Новая система представляет собой группировку из 35 спутников, которые включают 5 спутников на геостационарной орбите для обратной совместимости с BeiDou-1 и 30 негеостационарных спутников (27 на средней околоземной орбите и 3 на наклонной геостационарной орбите ), которые обеспечивают полный охват глобус.
Сигналы дальности основаны на принципе CDMA и имеют сложную структуру, типичную для Galileo или модернизированной GPS . Подобно другим глобальным навигационным спутниковым системам (GNSS), существует два уровня службы определения местоположения: открытый (общедоступный) и ограниченный (военный). Государственная служба доступна для обычных пользователей по всему миру. Когда все планируемые в настоящее время GNSS будут развернуты, пользователи приемников с несколькими созвездиями получат в общей сложности более 100 спутников, что значительно улучшит все аспекты позиционирования, особенно доступность сигналов в так называемых городских каньонах . Генеральным разработчиком навигационной системы COMPASS является Сунь Цзядон , который также является генеральным конструктором своей предшественницы, оригинальной навигационной системы BeiDou. Все спутники BeiDou оснащены лазерными ретрорефлекторами для спутникового лазерного измерения дальности и проверки качества орбиты.
Точность
Предоставляется два уровня услуг - бесплатная служба для гражданских лиц и лицензированная служба китайскому правительству и вооруженным силам. Бесплатная гражданская служба имеет точность определения местоположения 10 метров, синхронизирует часы с точностью до 10 наносекунд и измеряет скорость с точностью до 0,2 м / с. Ограниченная военная служба имеет точность определения местоположения до 10 сантиметров, может использоваться для связи и будет предоставлять пользователю информацию о состоянии системы. В 2019 году Международная служба GNSS начала предоставлять точные орбиты спутников BeiDou в экспериментальных продуктах.
На сегодняшний день военная служба предоставлена только Народно-освободительной армии и вооруженным силам Пакистана .
Частоты
Частоты для COMPASS распределены по четырем диапазонам: E1, E2, E5B и E6; они пересекаются с Галилеем. Факт перекрытия может быть удобен с точки зрения конструкции приемника, но, с другой стороны, поднимает проблемы системных помех, особенно в диапазонах E1 и E2, которые выделены для публично регулируемой службы Galileo. Однако в соответствии с политикой Международного союза электросвязи (ITU) первая страна, которая начнет вещание на определенной частоте, будет иметь приоритет перед этой частотой, и все последующие пользователи должны будут получить разрешение перед использованием этой частоты и иным образом гарантировать, что их вещание не мешайте исходным национальным трансляциям. По состоянию на 2009 год казалось, что китайские спутники COMPASS начнут передавать в диапазонах E1, E2, E5B и E6 раньше европейских спутников Galileo и, таким образом, будут иметь основные права на эти диапазоны частот.
Хотя официально китайские власти мало что сообщали о сигналах новой системы, запуск первого спутника COMPASS позволил независимым исследователям не только изучить общие характеристики сигналов, но даже создать приемник COMPASS.
Компас-М1
Compass-M1 - экспериментальный спутник, запущенный для тестирования и проверки сигналов, а также для регистрации частот 14 апреля 2007 года. Роль Compass-M1 для Compass аналогична роли спутников GIOVE для системы Galileo. Орбита Compass-M1 почти круглая, имеет высоту 21 150 км и наклонение 55,5 °.
Компас-M1 передает в 3-х диапазонах: E2, E5B и E6. В каждой полосе частот были обнаружены два когерентных субсигнала со сдвигом фазы 90 ° (в квадратуре ). Эти компоненты сигнала далее обозначаются как «I» и «Q». Компоненты «I» имеют более короткие коды и, вероятно, предназначены для открытой службы. Компоненты Q имеют гораздо более длинные коды, более устойчивы к помехам и, вероятно, предназначены для ограниченного использования.
Исследование переданных сигналов началось сразу после запуска Compass-M1 14 апреля 2007 года. Вскоре после этого, в июне 2007 года, инженеры CNES сообщили о спектре и структуре сигналов. Месяц спустя исследователи из Стэнфордского университета сообщили о полном расшифровке компонентов сигналов «I». Знание кодов позволило группе инженеров Septentrio построить приемник COMPASS и сообщить характеристики отслеживания и многолучевого распространения сигналов "I" на E2 и E5B.
Операция
В декабре 2011 года система была запущена в опытную эксплуатацию. Он начал бесплатно предоставлять данные о навигации, местоположении и времени в Китай и соседние районы с 27 декабря 2011 года. Во время этого пробного запуска Compass будет предлагать точность позиционирования с точностью до 25 метров, но точность будет улучшаться по мере того, как будет запущено больше спутников. После официального запуска системы она обязалась предоставлять обычным пользователям информацию о местоположении с точностью до ближайших 10 м, измерять скорость с точностью до 0,2 метра в секунду и предоставлять сигналы для синхронизации часов с точностью до 0,02 микросекунды.
Система BeiDou-2 начала предлагать услуги для Азиатско-Тихоокеанского региона в декабре 2012 года. В настоящее время система могла предоставлять данные о местоположении в диапазоне от 55 ° до 180 ° восточной долготы и от 55 ° южной широты до 55 ° северной широты.
Спутники BeiDou нового поколения поддерживают службу коротких сообщений.
Завершение
В декабре 2011 г. « Синьхуа» заявило, что «[т] базовая структура системы BeiDou уже создана, и инженеры в настоящее время проводят всестороннее тестирование и оценку системы. Система предоставит услуги пробного запуска для определения местоположения, навигации и времени для Китая. и соседние районы до конца этого года, считают власти ». В том же месяце система была введена в эксплуатацию в регионе Китая. Глобальная навигационная система должна быть завершена к 2020 году.
По состоянию на декабрь 2012 года для BeiDou-2 было запущено 16 спутников, 14 из которых находятся в эксплуатации. А по состоянию на декабрь 2017 года 150 млн китайских смартфонов (20% рынка) были оборудованы для использования Beidou.
BeiDou-3
Третья фаза системы BeiDou (BDS-3) включает три спутника GEO, три спутника IGSO и двадцать четыре спутника MEO, которые вводят новые частоты сигнала B1C / B1I / B1A (1575,42 МГц), B2a / B2b (1191,795 МГц), B3I / B3Q / B3A (1268,52 МГц) и тестовая частота Bs (2492,028 МГц). Документы по контролю интерфейса по новым открытым сигналам были опубликованы в 2017–2018 гг.
23 июня 2020 года развертывание группировки BDS-3 было полностью завершено после успешного запуска последнего спутника в стартовом центре Xichang . Спутники BDS-3 также включают SBAS (B1C, B2a, B1A) и возможности ретранслятора поиска и спасания .
Сигнал BeiDou | B1I | B1Q | B1C | B1A | B2I | B2Q | B2a | B2b | B3I | B3Q | B3A |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GIOVE / сигнал компаса | E2-I | E2-Q | E1-I | E1-Q | E5B-I | E5B-Q | E5a | E5b | E6-I | E6-Q | - |
Тип доступа | Открытым | Авторизованный | Открытым | Авторизованный | Открытым | Авторизованный | Открытым | Открытым | Открытым | Авторизованный | Авторизованный |
Модуляция кода | БПСК (2) | БПСК (2) | MBOC (6,1,1 / 11) | BOC (14,2) | БПСК (2) | БПСК (10) | AltBOC (15,10) | AltBOC (15,10) | БПСК (10) | БПСК (10) | BOC (15,2,5) |
Несущая частота (МГц) | 1561.098 | 1561.098 | 1575,42 | 1575,42 | 1207,14 | 1207,14 | 1176,45 | 1207,14 | 1268,52 | 1268,52 | 1268,52 |
Скорость чипа (Mchips / s) | 2,046 | 2,046 | 2,046 | 10,230 | 10,230 | 10,230 | |||||
Период кода (фишки) | 2046 | ? | 2046 | ?? | 10230 | ? | |||||
Период кода (мс) | 1.0 | > 400 | 1.0 | > 160 | 1.0 | > 160 | |||||
Скорость символов (бит / с) | 50 | ? | 50 | ? | 50 | ? | |||||
Рамки навигации | 6 | ? | 6 | ? | ? | ? | |||||
Подкадры навигации | 30 | ? | 30 | ? | ? | ? | |||||
Период навигации (мин) | 12.0 | ? | 12.0 | ? | ? | ? |
Характеристики сигналов «I» на E2 и E5B в целом аналогичны гражданским кодам GPS (L1-CA и L2C), но сигналы Compass имеют несколько большую мощность. Обозначения сигналов компаса, используемые на этой странице, соответствуют наименованиям частотных диапазонов и соответствуют обозначениям, используемым в американской литературе по этому вопросу, но обозначения, используемые китайцами, кажутся другими.
Также было экспериментальное вещание в S-диапазоне под названием «Bs» на 2492,028 МГц, после аналогичных экспериментов на Beidou-1.
Созвездие
Блокировать | Период запуска |
Спутниковые запуски | В настоящее время на орбите и здоров |
||
---|---|---|---|---|---|
Успех | Отказ | Планируется | |||
1 | 2000–2006 | 4 | 0 | 0 | 0 |
2 | 2007–2019 гг. | 20 | 0 | 0 | 12 |
3 | 2015 – настоящее время | 35 год | 0 | 0 | 30 |
Общий | 59 | 0 | 0 | 42 |
Региональная система BeiDou-1 была выведена из эксплуатации в конце 2012 года.
Первый спутник системы второго поколения, Compass-M1, был запущен в 2007 году. За ним последовали еще девять спутников в течение 2009–2011 годов, достигнув функционального регионального покрытия. Всего на этом этапе было запущено 16 спутников.
В 2015 году система начала переход к глобальному охвату с первого запуска спутников нового поколения и 17-го в рамках новой системы. 25 июля 2015 года 18-й и 19-й спутники были успешно запущены с космодрома Сичан , что стало для Китая первым запуском двух спутников одновременно на ракете - носителе Long March 3B / Expedition-1 . Экспедиция-1 - это независимый разгонный блок, способный выводить один или несколько космических кораблей на разные орбиты. 29 сентября 2015 года был запущен 20-й спутник, впервые в системе установлен водородный мазер .
В 2016 году с космодрома Сичан были запущены 21, 22 и 23 спутники , два последних из которых были введены в эксплуатацию 5 августа 2016 года и 30 ноября 2016 года соответственно.