Beidou: что это такое в смартфоне и принцип работы модуля, плюсы и минусы

Общая информация про Beidou в смартфоне

Beidou – спутниковая навигационная система, разработанная китайскими учеными. В переводе название аппаратов означает созвездие Большой Медведицы. Предложение о строительстве собственного модуля было озвучено в 1983 г. Научно-исследовательские подразделения тут же принялись за разработку.

Несмотря на несколько неудачных попыток, когда аппаратура уходила с орбиты и становилась космическим мусором, формирование созвездия спутников Китай начал в 2000 г, запустив первую подгруппу. Конструкция BDS-2 введена в эксплуатацию в декабре 2012 г, на полную мощность система заработала в июле 2022 г, когда на орбиту Земли была выведена группа спутников BDS-3.

Китайским властям пришлось урегулировать вопросы с диапазонами частот. Модуль Бейдоу является конкурентом американской системы GPS и российской ГЛОНАСС. Используется для нужд населения и вооруженных сил. Пользователи мобильных телефонов, проживающие в странах Балтии, России, Украины, Белоруссии, могут воспользоваться новой поисковой системой. На территории этих государств наблюдается устойчивый сигнал спутников Beidou.

Текущее состояние

Состав орбитальной группировки космической навигационной системы Бэйдоу на 10 марта 2021 года:

• Всего в составе ОГ : 48 КА
• Используются по целевому назначению: 43 КА
• Не используется по целевому назначению: 5 КА

Список спутников

№	Спутник	PRN	Дата (UTC)	Ракета	NSSDC ID	SCN	Орбита	Статус	Система
—	Бэйдоу-1 A	N/A	30.10., 16:30	CZ-3A	ГСО, 140° в. д.	выведенс декабря 2011	Бэйдоу-1
—	Бэйдоу-1 B	N/A	20.12., 16:20	CZ-3A	ГСО, 80° в. д.	выведенс декабря 2011
—	Бэйдоу-1 C	N/A	24.05., 16:34	CZ-3A	ГСО, 110,5° в. д.	выведенс декабря 2012
—	Бэйдоу-1 D	N/A	02.02., 16:28	CZ-3A	сведён с орбиты	выведенс февраля 2009
1	Компас M1	N/A	13.04., 20:11	CZ-3A	СОО, ~21 500 км	выведен	Бэйдоу-2
2	Компас G2	N/A	14.04., 16:16	CZ-3C	неконтролируемая	выведен
3	Компас G1	N/A	16.01., 16:12	CZ-3C	ГСО, 140° в. д.	в резерве
4	Компас G3	N/A	02.06., 15:53	CZ-3C	ГСО, 110,5° в. д.	в резерве
5	Компас IGSO-1	C06	31.07., 20:50	CZ-3A	Геосинхронная,накл. 55°; 118° в. д.	действующий
6	Компас G4	C04	31.10., 16:26	CZ-3C	ГСО, 160° в. д.	действующий
7	Компас IGSO-2	C07	17.12., 20:20	CZ-3A	Геосинхронная,накл. 55°; 118° в. д.	действующий
8	Компас IGSO-3	C08	09.04. 20:47	CZ-3A	Геосинхронная,накл. 55°; 118° в. д.	действующий
9	Компас IGSO-4	C09	26.07. 21:44	CZ-3A	Геосинхронная,накл. 55°; 95° в. д.	действующий
10	Компас IGSO-5	C10	01.12. 21:07	CZ-3A	Геосинхронная,накл. 55°; 95° в. д.	действующий
11	Компас G5	C05	24.02. 16:12	CZ-3C	ГСО, 58,75° в. д.	действующий
12	Компас M3	C11	29.04. 20:50	CZ-3B/E	СОО, ~21 500 км	действующий
13	Компас M4	C12	СОО, ~21 500 км	действующий
14	Компас M5	N/A	18.09. 19:10	CZ-3B/E	СОО, ~21 500 км	выведен
15	Компас M6	C14	СОО, ~21 500 км	действующий
16	Компас G6	C02	25.10. 15:33	CZ-3C	ГСО, 80° в. д.	действующий
17	Бэйдоу-3S IGSO-1	C31	30.03. 13:52	CZ-3C/YZ-1	Геосинхронная,наклонение 55°	на испытании	Бэйдоу-3S
18	Бэйдоу-3S M1	C58	25.07. 12:29	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	на испытании
19	Бэйдоу-3S M2	C57	СОО, ~21 500 км	на испытании
20	Бэйдоу-3S IGSO-2	C56	29.09. 23:13	CZ-3B/E	Геосинхронная,наклонение 55°	на испытании
21	Бэйдоу-3S M3	N/A	01.02. 07:29	CZ-3С/YZ-1	СОО, ~21 500 км	на испытании
22	Бэйдоу-2 IGSO-6	C13	29.03. 20:11	CZ-3A	Геосинхронная,накл. 55°;	действующий	Бэйдоу-2
23	Бэйдоу-2 G7	C03	12.06. 15:30	CZ-3C	ГСО, 144° в. д.	действующий
24	Бэйдоу-3 M1	C19	05.11. 11:44	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий	Бэйдоу-3
25	Бэйдоу-3 M2	C20	СОО, ~21 500 км	действующий
26	Бэйдоу-3 M3	C27	11.01. 23:18	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
27	Бэйдоу-3 M4	C28	СОО, ~21 500 км	действующий
28	Бэйдоу-3 M5	C22	12.02. 05:10	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
29	Бэйдоу-3 M6	C21	СОО, ~21 500 км	действующий
30	Бэйдоу-3 M7	C29	29.03. 17:50	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
31	Бэйдоу-3 M8	C30	СОО, ~21 500 км	действующий
32	Бэйдоу-2 IGSO-7	C16	09.07. 20:58	CZ-3A	Геосинхронная,накл. 55°;	действующий	Бэйдоу-2
33	Бэйдоу-3 M9	C23	29.07. 01:48	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий	Бэйдоу-3
34	Бэйдоу-3 M10	C24	СОО, ~21 500 км	действующий
35	Бэйдоу-3 M11	C26	24.08., 23:37	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
36	Бэйдоу-3 M12	C25	СОО, ~21 500 км	действующий
37	Бэйдоу-3 M13	C32	19.09., 14:07	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
38	Бэйдоу-3 M14	C33	СОО, ~21 500 км	действующий
39	Бэйдоу-3 M15	C35	15.10., 04:23	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
40	Бэйдоу-3 M16	C34	СОО, ~21 500 км	действующий
41	Бэйдоу-3 G1Q	C59	01.11., 15:57	CZ-3B/E	ГCO, 144.5° в. д.	действующий
42	Бэйдоу-3 M17	C36	18.11., 17:49	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
43	Бэйдоу-3 M18	C37	СОО, ~21 500 км	действующий
44	Бэйдоу-3 IGSO-1	C38	20.04., 14:41	CZ-3B/G2	Геосинхронная,накл. 55°;	действующий
45	Компас G8	C01	17.05., 15:48	CZ-3C	ГСО 80.01° в. д.;	действующий	Бэйдоу-2
46	Бэйдоу-3 IGSO-2	C39	24.06., 18:05	CZ-3B/G2	Геосинхронная,накл. 55°;	действующий	Бэйдоу-3
47	Бэйдоу-3 M23	C46	22.09., 21:10	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
48	Бэйдоу-3 M24	C45	СОО, ~21 500 км	действующий
49	Бэйдоу-3 IGSO-3	C40	04.11., 17:43	CZ-3B/G2	Геосинхронная,накл. 28,5°;	действующий
50	Бэйдоу-3 M21	C43	23.11., 00:55	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
51	Бэйдоу-3 M22	C44	СОО, ~21 500 км	действующий
52	Бэйдоу-3 M19	C41	16.12., 07:22	CZ-3B/YZ-1	СОО, ~21 500 км	действующий
53	Бэйдоу-3 M20	C42	СОО, ~21 500 км	действующий
54	Бэйдоу-3 G2Q	C60	09.03.2020, 11:55	CZ-3B/G2	ГCO	не используется

Преимущества и недостатки

В 2019 г число пользователей навигационной системы Бейдоу составило 400 млн. человек. К достоинствам комплекса относят:

• модуль обеспечивает Китаю независимость от России и США;
• по количеству спутников Beidou превышает показатели GPS, ежегодно наращивая мощности. Это увеличивает состоятельность измерений;
• длительный срок эксплуатации спутников;
• система не только определяет местоположение, она пересылает короткое текстовое сообщение тем, кого пользователь хочет известить о своем местопребывании;
• на 2020 г точность позиционирования достигла 10 см, система GPS показывает результат в 30 см;
• используется в геодезии и тектонике для мониторинга движения земной коры.

К недостаткам в работе модуля относят погрешность определения координат, которая зависит от месторасположения спутника (на околоземной орбите над Европой модуль находится не круглосуточно), что искажает показатели. Также точность измерения зависит от модели телефона, отражающей способности устройства. Китайская навигационная система существенно моложе аналогов, но предприятия, которые трудятся над ее внедрением, постоянно проводят инновационные мероприятия по усовершенствованию модулей Beidou. 

Какие телефоны поддерживают BeiDou?

Спутниковая система навигации Бэйдоу встраивается в подавляющее большинство китайских телефонов еще на этапе производства. Это неудивительно, ведь технология была изобретена разработчиками Поднебесной.

Отметим самые примечательные девайсы, оснащенные системой навигации:

• Huawei P10;

• Nokia 8;
• Xiaomi Redmi 4A;
• Samsung Galaxy Note 8;

• Meizu M6 Note.

Вы можете самостоятельно выяснить, использует ли ваше устройство навигационную систему BeiDou – в этом поможет специальное приложение.

• Откройте магазин программ Google Play;
• Наберите в поисковой строке название GPS Test;
• Загрузите приложение на телефон и запустите работу;
• Откройте список спутников, с которыми может взаимодействовать устройство – если вы увидите красные флажки, значит, можете пользоваться Бэйдоу.

Чтобы использовать встроенный модуль BeiDou, не нужно предпринимать специальных действий – система заработает автоматически:

• Китайские спутники будут использоваться для повышения точности определения координат;
• Параллельно будет приниматься информация от сателлитов ГЛОНАСС и GPS.

Мы поговорили о том, что это – BDS в смартфоне, какими особенностями обладает и как работает технология. Разработчики навигации уверены, что через несколько лет сеть охватит целый мир и опередит существующих конкурентов. Скоро мы узнаем, правда ли это.

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

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

История создания BeiDou

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

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

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

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

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

Встроенный модуль BeiDou в телефоне — это конкурент GPS?

На сегодняшний день BeiDou не может составить полноценную конкуренцию GPS по одной простой причине — недостаточное количество наземных станций по всему миру. GPS как раз может похвастаться развитой системой наземных станций, за счет чего использование GPS возможно по всему миру, а BeiDou только в Китае и соседних азиатских странах. При этом наземные станции BeiDou потихонечку строятся по всему миру: есть уже несколько станций в Европе и одна в Пакистане. Но этого все равно недостаточно для полноценной конкуренции.

А как же спутники, их ведь больше? Совершенно верно, спутников у BeiDou больше, чем у GPS. Но одних спутников для хорошей работы навигационной системы по всей Земле мало. Если использовать исключительно спутники для определения местонахождения устройства, тогда возникает большая погрешность — до десятков метров. 

Китайцы смотрят в будущее с большим оптимизмом, поэтому неоднократно в прессе появляются новости, что в ближайшее время BeiDou создаст реальную конкуренцию GPS по всему миру. Этой тенденции способствует то, что некоторые страны хотят уйти от «покровительства» США. Используя GPS в собственных целях, они зависят от США и в случае конфликта легко могут остаться без навигации. Чтобы исключить такую ситуацию с навигацией, эти страны разрешают Китаю устанавливать свои наземные станции, при условии что Китай разрешит им использовать BeiDou в своих интересах. Это «win-win», то есть выигрывают обе стороны:

• страна, размещающая китайские станции, уходит от зависимости от США в области навигационной системы;

• Китай расширяет собственные мощности и влияние на всей Земле.

Начали рассказывать про встроенный модуль BeiDou в телефоне, а заканчиваем распределением влияния стран в мире. Так получается, потому что все взаимосвязано. Между США и Китаем уже давно идет «технологическая война». Те, кто следят за IT-жизнью в мире, знают, что:

• в Китае заблокированы многие американские ресурсы, такие как Google, YouTube, Facebook, Netflix и др.;

• Китай разработал собственную поисковую систему, мессенджеры, социальные сети и др.;

• США в ответ ограничило право использовать «американский» Android в китайских устройствах;

• США ограничило собственный рынок для продажи китайских гаджетов, наложив на них большую государственную пошлину;

• и др.

Китай — это одна из тех стран, которая очень минимально зависит от США. Разработка собственной навигации, операционных систем, интернет-ресурсов, собственной интернет-сети и всего того, что относится к «американским технологиям», только доказывает это утверждение.

Навигационные радиосигналы

КА Beidou-2 передает 3 открытых сигнала – сигнал B1I с центральной частотой 1561,098 MГц, сигнал B2I (1207,140 MГц) и сигнал B3I (1268,520 MГц). На этих же центральных частотах передаются 3 закрытых сигнала.

Погрешность определения местоположения потребителя с помощью сигналов КА Beidou-2 составляет менее 5 м (4,6 м в двухчастотном режиме).

КА Beidou-3 будет передавать 5 открытых сигналов – B1I, B3I, B1C, B2a и B2b. Три из них (B1I, B2b и B3I) имеют те же центральные частоты, что и сигналы Beidou-2, но B1I и B2b используют другой тип модуляции – квадратурную фазовую манипуляцию QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) в отличие от бинарной фазовой манипуляции BPSK (Binary Phase Shift Keying), используемой в сигналах КА Beidou-2.

Два других открытых сигнала Beidou-3 (B1C и B2a) находятся в так называемых «международных» диапазонах – центральная частота сигнала B1C (1575,42 МГц) совпадает с центральной частотой сигналов L1C GPS и E1 Galileo, а центральная частота сигнала B2a (1176,45 МГц) совпадает с центральной частотой сигналов L5 GPS и E5a Galileo. Эти сигналы разработаны Китаем по результатам многолетних консультаций с США и Евросоюзом.

Совместимость новых сигналов Beidou с сигналами GPS и Galileo достигается за счет использования различных типов модуляции. Кроме открытых сигналов Beidou-3 будет передавать 3 закрытых сигнала — B1A, B3Q и B3A.

Спектр навигационных радиосигналов системы Beidou

Структура ЦИ навигационных радиосигналов системы Beidou

Услуги системы Beidou

После развертывания ОГ Beidou-3 система будет предоставлять следующие услуги:

• глобальную базовую навигационную услугу,
• услугу широкозонной системы функционального дополнения,
• услугу передачи коротких сообщений,
• услугу высокоточной навигации,
• услугу поиска и спасания.

Поддерживает ли мой смартфон Beidou?

Если вы хотите проверить, поддерживает ли ваш гаджет «Бэйдоу», то сделать это несложно — скачайте приложение AndroiTS GPS Test. Перейдите на список с сателлитами. Если там будут пункты с красными флажками (так отмечают спутники именно Китая), то можно говорить о поддержке смартфоном «Бэйдоу».

Beidou (что это такое в смартфоне, мы разобрали) — активно расширяющаяся навигационная система, которую уже поддерживает ряд популярных китайских смартфонов. Возможно, через несколько лет она станет полноправной заменой GPS и в России, и в мире.

BeiDou – название, с которым сталкивались не все пользователи. Если вы встретили незнакомое обозначение и хотите узнать, что представляет собой эта возможность – наш обзор для вас. Мы подробно обсудим, что это такое, какими функциями обладает и зачем устанавливается в телефон. Читайте, изучайте новую полезную информацию и сохраняйте нашу статью в закладки, чтобы не потерять!

BeiDou: конкурент для GPS?

На 2017 год система BeiDou не способна составить полноценную конкуренцию GPS и ГЛОНАСС во всём мире, потому как большинство станций расположено на территории Поднебесной и рядом с ней. При этом в некоторых азиатских странах (в Таиланде, Лаосе, Брунее и, естественно, в Китае) BeiDou котируется на том же уровне, что и её именитые конкуренты. С 2013 года китайские станции навигации устанавливаются и в Пакистане. Пакистанские власти голосуют обеими руками за сотрудничество с Китаем, потому как боятся, что в случае конфликта с США останутся без навигации вообще.

В 2015 году китайцы поставили одну станцию в Европе – если конкретнее, в Бельгии – однако очевидно, что этого не хватит для высокоточного позиционирования. Система может давать довольно точные результаты и за счёт компонентов одной только космической составляющей – но ведь спутники находятся над Европой и Россией не круглые сутки. Поэтому о стабильности пока не может идти речи.

Во время замера, пришедшегося на начало 2017 года, было определено, что устойчивый сигнал на территории Восточной Европы поступает с 6 спутников BeiDou.

В будущее китайцы смотрят с оптимизмом – обещают, что BeiDou к 2020 году станет такой же эффективной системой, как GPS, и что её зона покрытия увеличится. На 2017 год на орбите находятся 23 спутника BeiDou. В ближайшее время их количество увеличится до 35 – причем теперь китайцы будут выводить только спутники «Бейдоу 3», отличающиеся улучшенными характеристиками. Первая пара таких спутников была отправлена на орбиту 5 ноября 2017 года.

Система координат и шкала времени

Система координат

Параметры движения КА Beidou передаются в китайской геодезической системе координат 2000 года (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 Beidou (BDT) связано с координированным всемирным временем (UTC) и синхронизировано с ним с точностью 50 нс. Началом отсчёта BDT является 0 ч 0 мин 1 января 2006 года (UTC). По заявлению создателей системы, предусмотрена совместимость BDT со временем GPS/Galileo. Расхождение между шкалами времени GPST/GST измеряется и передаётся.

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 Xiaomi Redmi 4A.
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 Samsung, ASUS, LG, Sony, 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.

Наземный комплекс управления

Наземный комплекс управления системы Beidou будет включать несколько главных станций управления (Master Control Station – MCS), станции закладки (Upload Stations – US) и глобальную сеть станций мониторинга (Monitor Stations – MS).

Подробной информации о количестве, местонахождении и разделении станций по функциональному назначению в открытых источниках не приводится. Известно, что для слежения за спутниками системы Beidou-1 использовалось 5 командно-измерительных станций, находящихся на территории Китая, которых, по мнению китайских специалистов, явно недостаточно, поскольку они могут отслеживать менее 35% траектории движения спутника.

Также известно о привлечении кораблей ВМФ КНР к слежению за НКА, особенно на этапе вывода на орбиту и начальных операций.

Руководство программы признает необходимость расширения сети слежения за пределы территории Китая.

Типы КА

БейДоу-3

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

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

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

Интерфейсный контрольный документ

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

В каких моделях можно найти

Большинство китайских производителей стараются обеспечивать в смартфонах параллельную работу всех 3 навигационных систем – российской, китайской, американской (до недавнего времени на устройства для жителей Поднебесной устанавливались лишь системы Beidou и GPS, для пользователей из России – GPS и ГЛОНАСС).

Первыми на территории бывшего СНГ в свои устройства BDS начали включать производители фирмы Samsung. Телефоны, поддерживающие модуль Бейдоу:

• Meizu M6 Note;
• Nokia 8;
• Huawei P10;
• Samsung Galaxy Note 8;
• Xiaomi Redmi 4A.

Чтобы определить, поддерживает ли смартфон связь с китайскими спутниками, можно воспользоваться приложением AndroiTS GPS. Красный флажок на экране говорит о том, что в устройство встроена новая навигационная система. Для ее запуска в эксплуатацию производить дополнительных действий не нужно. Программа активируется, как только пользователь включит навигацию. Китайские спутники используются параллельно с российскими или американскими, что повышает скорость и точность определения координат.

ОГ

Космический сегмент Beidou представляет собой ОГ смешанного типа, состоящую из 30 и более КА на орбитах трех типов (средняя круговая орбита, геостационарная орбита, геосинхронная наклонная высокая орбита).

ОГ Beidou-3

3 КА на геостационарной орбите (ГCО)	точки	80°в.д., 110,5°в.д., 140°в.д.
высота	35 786 км
24 КА на средних круговых орбитах (СВО)	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

Принцип действия BeiDou

Принцип действия BeiDou похож на работу альтернативных систем, тех же GPS и ГЛОНАСС. Система определения местоположения состоит из двух частей:

1. Космическая часть. Это группа спутников, запущенных на околоземную орбиту. По некоторым данным, в этой группе спутников состоит 34 устройства. У того же GPS «работает» 31 спутник, благодаря чему BeiDou показывает более точные результаты при определении местоположения.

2. Наземная часть. Это группа наземных станций, которые помогают быстрее и точнее определять местоположение устройства с системой BeiDou.

Принцип определения местоположения такой же, как и у других систем: из нескольких источников (спутников и наземных станций) измеряется время, которое необходимо радиоволне, чтобы пройти путь от источника до приемника. В качестве приемника выступает устройство, поддерживающее систему BeiDou. Получив подробную информацию из нескольких источников, система BeiDou способна с небольшой погрешностью сообщить местонахождение устройства.

Чем BeiDou отличается от GPS

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Коммерческое использование BeiDou

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

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

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

«Бэйдоу» сегодня

Узнав, что это такое в смартфоне — Beidou, читатель задастся закономерным вопросом: «А не заменит ли в скором будущем китайская навигационная система привычные GPS и ГЛОНАСС?» Что касается текущего года, то «Бэйдоу» не является полноправным конкурентом этих систем. Ведь большинство ее наземных вышек сосредоточены только на китайских землях.

Но если мы посмотрим на ряд азиатских стран (саму КНР, Таиланд, Лаос, Бруней), то там «Бэйдоу» и GPS-навигация популярны на одном уровне. Кроме того, Beidou намерена расширяться.

Известно, что в 2013 году вышка этой системы была установлена в Пакистане. Власти этой страны опасаются, что в случае конфликта с США могут остаться без навигации вообще. Поэтому с радостью ответили на предложение китайских разработчиков. В 2015-м первая станция была установлена в Европе — в Бельгии.

А что касается нашей страны, полезна ли будет «Бэйдоу» в смартфоне? По большей части нет, так ее работа нестабильна. Без наземных вышек, за счет только космических спутников навигационной системе трудно показывать точное местоположение приемника. Ведь дело в том, что спутники не держатся все время над территорией России, а вращаются вокруг Земли.

Спутниковая группировка системы Beidou

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

• Портативный аккумулятор 10000 mAh (ZMI PB810)

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

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

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

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

Характеристики

КА Beidou на геостационарной и геосинхронной наклонной орбите

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 БСУ 2 Rb (китайского производства) 2 Rb (европейского производства) Дополнительные возможности

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

CAST разработал три разных типа спутников:

1. Beidou-3M для работы на средней орбите (27 спутников),
2. Beidou-3I на наклонных геосинхронных орбитах (3 спутника),
3. Beidou-3G Satellites — геостационарные орбиты (5 спутников).

Орбитальная группировка Beidou

5 КА на геостационарной орбите (ГCО)	точки	58,75°в.д., 80°в.д., 110,5°в.д., 140°в.д., 160°в.д.
высота	35 786 км
27 КА на средних круговых орбитах	количество плоскостей	3
наклонение	55°
высота	21 528 км
период	12 ч 53 мин 24 с
3 КА на наклонной геосинхронной орбите (ГСНО)	пересечение экватора подспутниковой трассой в точке 118°в.д.
наклонение	55°
высота	35 786 км

Beidou будет предоставлять два типа услуг:

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

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

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

Beidou-2

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы

Система BDS состоит из 2 частей: наземной и космической. Аппаратура на суше – это базовые станции, которые повышают точность навигации, ускоряют работу и осуществляют определение месторасположения. В основном, комплекс расположен на территории Китая и в некоторых азиатских странах, являющихся партнерами или союзниками Поднебесной. Спутниковая группа находится на околоземных орбитах.

Простыми словами принцип действия системы Beidou заключается в следующем: измеряется вектор прохождения сигнала от спутника до приемника. А так как скорость распространения радиоволн – величина постоянная и равна скорости света, определяется точность позиционирования. По данным 2018 г, местонахождение смартфона или навигатора определяется с точностью до 1 м. Планируется к 2025 г усовершенствовать систему и довести этот показатель до 1 см.

Будущее «Бэйдоу»

Если мы посмотрим на замеры, сделанные в прошлом, 2022 году, то увидим, что сигнал с шести спутников Beidou на пространствах Восточной Европы уже достаточно устойчивый. Исследования также подтверждают, что в государствах Балтии, европейской части России, Украине и Беларуси «Бэйдоу» работает в настоящее время вполне сносно.

Сами же разработчики уверяют пользователей, что уже к 2022 году их детище станет достойной заменой привычному GPS. Произойдет это из-за увеличения зоны покрытия — количество космических спутников планируется увеличить до 35 единиц. Кроме того, с ноября 2022 года китайцы стали выводить на орбиту устройства с улучшенными по многим параметрам характеристиками — Beidou-3.

Что касается нас с вами, то весьма вероятно, что «Бэйдоу» через пару лет заменит в наших смартфонах старый добрый GPS. Ведь уже известно, что с 2015 года между Россией и Китаем оговаривается возможность взаимовыгодного обмена: соседи устанавливают на территории нашей страны 3 наземные станции Beidou, а на их землях будут функционировать 3 вышки отечественной ГЛОНАСС.