BeiDou - BeiDou
Származási ország (ok) | Kína |
---|---|
Üzemeltető (k) | CNSA |
típus | Katonai, kereskedelmi |
Állapot | Működési |
Lefedettség | Globális |
Pontosság | 3,6 m (nyilvános) 2,6 m (Ázsia -csendes -óceáni, nyilvános) 10 cm (titkosítva) |
Csillagkép mérete | |
Összes műhold | 35 (2020) |
Műholdak pályán | 35 |
Első indítás | 2000. október 31 |
Utolsó indítás | 2020. június 23 |
Összes indítás | 59 |
Orbitális jellemzők | |
Rendszer (ek) | GEO , IGSO , MEO |
Weboldal | en |
Geodézia |
---|
A BeiDou navigációs műholdrendszer ( BDS ) ( kínaiul :北斗 卫星 导航 系统; pinyin : Běidǒu Wèixīng Dǎoháng Xìtǒng [pèitòu wêiɕíŋ tàuxǎŋ ɕîtʰʊ̀ŋ] ) egy kínai műholdas navigációs rendszer. Két különálló csillagképből áll . Az első BeiDou rendszer, hivatalos nevén BeiDou műholdas navigációs kísérleti rendszer, más néven BeiDou-1, három műholdból állt, amelyek 2000-től kezdve korlátozott lefedettségi és navigációs szolgáltatásokat kínáltak, főleg Kínában és a szomszédos régiókban. A BeiDou-1-t 2012 végén leszerelték. 2020. június 23-án sikeresen felbocsátották az utolsó BeiDou műholdat, az 55. műholdat a Beidou családba. A Beidou műholdas navigációs rendszer harmadik iterációja globális lefedettséget ígér az időzítés és a navigáció számára, alternatívát kínálva az orosz GLONASS , az európai Galileo helymeghatározó rendszer és az amerikai GPS helyett .
A rendszer második generációja, hivatalos nevén BeiDou Navigation Satellite System (BDS), más néven COMPASS vagy BeiDou-2, 2011 decemberében kezdte meg működését Kínában, részleges konstellációval, 10 műhold pályán. 2012 decembere óta kínál szolgáltatásokat az ázsiai-csendes-óceáni régió ügyfeleinek .
Kína 2015-ben piacra dobta a harmadik generációs BeiDou rendszert (BeiDou-3) a globális lefedettség érdekében. Az első BDS-3 műholdat 2015. március 30-án bocsátották fel. 2018. december 27-én a BeiDou Navigation Satellite System globális szolgáltatásokat nyújtott. A BDS-3 35. és egyben utolsó műholdja 2020. június 23-án került pályára. 2016-ban azt mondták, hogy a BeiDou-3 milliméteres pontosságot fog elérni (utófeldolgozással).
A China Daily szerint 2015 -ben, tizenöt évvel a műholdas rendszer elindítása után, évi 31,5 milliárd dolláros forgalmat produkált olyan nagyvállalatok számára, mint a China Aerospace Science and Industry Corporation , az AutoNavi Holdings Ltd. és a China North Industries Group Corp. .
Elnevezéstan
A rendszer hivatalos angol neve BeiDou Navigation Satellite System . Ez nevezték a Göncölszekér asterism , amely ismert a kínai, mint Běidǒu ( kínai :北斗). A név szó szerinti jelentése: "Northern Dipper", amelyet az ókori kínai csillagászok adtak az Ursa Major csillagkép hét legfényesebb csillagának . Történelmileg ezt a csillaghalmazt használták a navigációban az északi csillag megtalálására . Mint ilyen, a BeiDou név metaforának is szolgál a műholdas navigációs rendszerben.
Történelem
Koncepció és kezdeti fejlesztés
A kínai műholdas navigációs rendszer eredeti ötletét Chen Fangyun és munkatársai alkották meg az 1980 -as években. A GPS -hez való hozzáférés megtagadásának kockázata, beleértve egy állítólagos esetet 1996 -ban a harmadik tajvani szorosválság idején , lendületet adott a BeiDou létrehozásának.
A Kínai Nemzeti Űrügynökség szerint 2010 -ben a rendszer fejlesztését három lépésben hajtják végre:
- 2000–2003: kísérleti BeiDou navigációs rendszer, amely három műholdból áll
- 2012 -re: regionális BeiDou navigációs rendszer, amely lefedi Kínát és a szomszédos régiókat
- 2020 -ra: globális BeiDou navigációs rendszer
Az első műholdat, a BeiDou-1A -t 2000. október 30-án, majd a BeiDou-1B -t 2000. december 20-án bocsátották fel. A harmadik műhold, a BeiDou-1C (tartalék műhold) 2003. május 25-én került pályára. A BeiDou-1C pontja a BeiDou-1 navigációs rendszer létrehozását is jelentette.
2006. november 2 -án Kína bejelentette, hogy 2008 -tól a BeiDou nyílt szolgáltatást kínál 10 méteres pontossággal, 0,2 mikroszekundumos időzítéssel és 0,2 méter/másodperces sebességgel.
2007 februárjában felbocsátották a BeiDou-1 rendszer negyedik és egyben utolsó műholdját, a BeiDou- 1D-t (más néven BeiDou-2A-t , amely tartalék műholdként szolgál). Közölték, hogy a műhold meghibásodott a vezérlőrendszerben, de teljesen helyreállították.
2007 áprilisában a BeiDou-2 első műholdja, a Compass-M1 (a BeiDou-2 csillagkép frekvenciáinak érvényesítésére) sikeresen működő pályájára került. A második BeiDou-2 csillagkép Compass-G2 műholdat 2009. április 15-én bocsátották fel.
2010. január 15-én a BeiDou navigációs műholdrendszer hivatalos weboldala online lett, és a rendszer harmadik műholdját ( Compass-G1 ) egy 2010. március 17-i hosszú március 3C rakéta vitte pályájára .
2010. június 2 -án a negyedik műhold sikeresen pályára állt.
Az ötödik pályát egy LM-3I hordozórakéta indította el az űrbe a Xichang Satellite Launch Center -ből 2010. augusztus 1-jén.
Három hónappal később, 2010. november 1-jén a hatodik műholdat bocsátotta pályára az LM-3C.
Egy másik műholdat, a Beidou-2/Compass IGSO-5 (ötödik ferde geoszinkron pálya) műholdat a Xichang Műholdindító Központból indították el a 2011. március 1-i hosszú március 3A -án (UTC).
Kína részvétele a Galileo rendszerben
2003 szeptemberében Kína csatlakozni szándékozott az európai Galileo helymeghatározó rendszerhez, és a következő években 230 millió eurót (296 millió USD, 160 millió font) fektetett be a Galileo -ba. Akkoriban azt hitték, hogy a kínai "BeiDou" navigációs rendszert ekkor csak a fegyveres erői fogják használni.
2004 októberében Kína hivatalosan is csatlakozott a Galileo projekthez, és aláírta a „Galileo Közös Vállalkozás” (GJU) és a „Kínai Nemzeti Távérzékelési Központ” (NRSCC) közötti, a Galileo -programban való együttműködésről szóló megállapodást . A Galileo programról szóló kínai-európai együttműködési megállapodás alapján 2004 decemberében megalapították a China Galileo Industries-t (CGI), a Kína Galileo-programokban való részvételének fővállalkozóját. 2006 áprilisáig tizenegy együttműködési projektet írtak alá a Galileo keretében Kína és az EU között.
A hongkongi székhelyű South China Morning Post azonban 2008 januárjában arról számolt be, hogy Kína nem elégedett a Galileo projektben betöltött szerepével, és versenyezni fog a Galileo-val az ázsiai piacon.
Fázis III
- 2014 novemberében Beidou a World Wide Radionavigation System (WWRNS) részévé vált a Nemzetközi Tengerészeti Szervezet (IMO) Tengerészeti Biztonsági Bizottságának 94. ülésén , amely jóváhagyta a BeiDou Navigation Satellite System (BDS) "Navigation Safety Circular" -t .
- A pekingi idő szerint 2015. március 30-án, 21:52 órakor az első új generációs BeiDou navigációs műholdat (és összességében a 17.) sikeresen állította pályára egy hosszú március 3C rakéta.
- 2019. április 20 -án sikeresen felbocsátották a BeiDou műholdat. Az indítás pekingi idő szerint 22: 41 -kor történt , és a Hosszú március 3B szállította a BeiDou navigációs terhelést 220 és 35 787 kilométer közötti elliptikus átviteli pályára, az amerikai katonai nyomkövetési adatok szerint 28,5 ° -os dőléssel.
- 2020. június 23 -án sikeresen elindították a BeiDou műholdat, az 55. műholdat a Beidou családban. A Beidou műholdas navigációs rendszer harmadik iterációja globális lefedettséget ígér az időzítés és navigáció számára, alternatívát kínálva az orosz GLONASS és az európai Galileo helymeghatározó rendszer , valamint az amerikai GPS helyett .
BeiDou-1
Leírás
A BeiDou-1 egy kísérleti regionális navigációs rendszer, amely négy műholdból állt (három működő műhold és egy tartalék műhold). Maguk a műholdak a kínai DFH-3 geostacionárius kommunikációs műholdon alapultak, és mindegyikük kilövősúlya 1000 kg volt.
Ellentétben az amerikai GPS- szel , az orosz GLONASS- szal és az európai Galileo rendszerekkel, amelyek közepes Föld körüli pályákat használnak, a BeiDou-1 geostacionárius pályán használt műholdakat . Ez azt jelenti, hogy a rendszer nem igényel nagy műholdállományt, de a lefedettséget a Föld azon területeire is korlátozza, ahol a műholdak láthatók. A karbantartható terület a 70 ° E - 140 ° E és az 5 ° N - 55 ° N szélesség. A rendszer frekvenciája 2491,75 MHz.
Befejezés
Az első műholdat, a BeiDou-1A-t 2000. október 31-én bocsátották fel. A második műholdat, a BeiDou-1B-t 2000. december 21-én sikeresen felbocsátották. A csillagkép utolsó működő műholdját, a BeiDou-1C-t 2003. május 25-én bocsátották fel.
Pozíciószámítás
2007 -ben a hivatalos Xinhua hírügynökség arról számolt be, hogy a BeiDou rendszer felbontása mindössze 0,5 méter volt. A meglévő felhasználói terminálokkal úgy tűnik, hogy a kalibrált pontosság 20 m (100 m, nem kalibrált).
Terminálok
2008-ban egy BeiDou-1 földi terminál ára körülbelül 20 000 CN ( 2929 USD ) volt, ami majdnem tízszerese a korabeli GPS-terminál árának. A terminálok árát a behozott mikrochipek költsége miatt magyarázták. A China High-Tech Fair ELEXCON a 2009. november Shenzhen , a Beidou terminál ára CN ¥ 3,000 bemutatták.
Alkalmazások
- A 2008-as szecsuáni földrengés után több mint 1000 BeiDou-1 terminált használtak , amelyek információkat szolgáltattak a katasztrófa területéről.
- 2009 októberétől Yunnan összes kínai határőre fel volt szerelve BeiDou-1 eszközökkel.
Sun Jiadong , a navigációs rendszer fő tervezője 2010 -ben azt mondta, hogy "Sok szervezet használja a rendszerünket egy ideje, és nagyon tetszik nekik".
Leszerelés
A BeiDou-1-t 2012 végén leszerelték, miután a BeiDou-2 rendszer működésbe lépett.
BeiDou-2
Leírás
A BeiDou-2 (korábbi nevén COMPASS) nem a régebbi BeiDou-1 kiterjesztése, hanem teljesen felülírja. Az új rendszer 35 műholdból álló konstellációt tartalmaz, amelyek 5 geostacionárius pálya-műholdat tartalmaznak a BeiDou-1-el való visszamenőleges kompatibilitás érdekében, és 30 nem geostacionárius műholdat (27 közepes Föld körüli pályán és 3 ferde geoszinkron pályán ), amelyek teljes lefedettséget nyújtanak a földgolyó.
A hatótávolság jelei a CDMA elvén alapulnak, és a Galileo -ra vagy a modernizált GPS -re jellemző összetett szerkezetűek . A többi globális műholdas navigációs rendszerhez (GNSS) hasonlóan a helymeghatározás két szintje is létezik: nyílt (nyilvános) és korlátozott (katonai). A közszolgáltatás világszerte elérhető az általános felhasználók számára. A jelenleg tervezett GNSS-ek telepítésekor a több konstellációjú vevők felhasználói összesen több mint 100 műhold előnyeit élvezhetik, ami jelentősen javítja a helymeghatározás minden aspektusát, különösen a jelek elérhetőségét az úgynevezett városi kanyonokban . A COMPASS navigációs rendszer általános tervezője Sun Jiadong , aki egyben elődje, az eredeti BeiDou navigációs rendszer általános tervezője. Minden BeiDou műhold lézeres fényvisszaverő tömbökkel van felszerelve a műholdas lézersugárzáshoz és a pálya minőségének ellenőrzéséhez.
Pontosság
A szolgáltatásnak két szintje van: ingyenes szolgáltatás a civileknek, valamint engedélyezett szolgáltatás a kínai kormánynak és katonaságnak. Az ingyenes polgári szolgálat 10 méteres helymeghatározási pontossággal rendelkezik, 10 órás másodperc pontossággal szinkronizálja az órákat, és a sebességet 0,2 m/s-on belül méri. A korlátozott katonai szolgálat helymeghatározási pontossága 10 centiméter, kommunikációra használható, és információkat szolgáltat a felhasználónak a rendszer állapotáról. 2019 -ben a Nemzetközi GNSS szolgáltatás megkezdte a BeiDou műholdak pontos pályájának biztosítását kísérleti termékekben.
A katonai szolgálatot eddig csak a Népi Felszabadító Hadsereg és a pakisztáni fegyveres erők kapták meg .
Gyakoriság
A COMPASS frekvenciái négy sávban vannak kiosztva: E1, E2, E5B és E6; átfedik a Galileo -val. Az átfedés ténye kényelmes lehet a vevő kialakítása szempontjából, másfelől viszont felveti a rendszer interferencia kérdéseit, különösen az E1 és E2 sávokon belül, amelyeket a Galileo nyilvánosan szabályozott szolgáltatásához rendelnek hozzá. A Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) irányelvei szerint azonban az első nemzet, amely meghatározott frekvencián kezdi a műsorszórást, elsőbbséget élvez ezzel a frekvenciával szemben, és a későbbi felhasználóknak engedélyt kell kérniük a frekvencia használata előtt, és különben biztosítaniuk kell, hogy adásaik ne zavarja az eredeti nemzet adásait. 2009 -től úgy tűnt, hogy a kínai COMPASS műholdak az E1, E2, E5B és E6 sávokban kezdenek sugározni az európai Galileo műholdak előtt, és így elsődleges jogaik vannak ezekhez a frekvenciatartományokhoz.
Bár a kínai hatóságok hivatalosan keveset jelentettek be az új rendszer jeleiről, az első COMPASS műhold elindítása lehetővé tette a független kutatók számára, hogy ne csak a jelek általános jellemzőit tanulmányozzák, hanem akár egy COMPASS vevőt is felépítsenek.
Iránytű-M1
A Compass-M1 egy kísérleti műhold, amelyet 2007. április 14-én indítottak el jeltesztelésre és érvényesítésre, valamint frekvencia-nyilvántartásra. A Compass-M1 for Compass szerepe hasonló a GIOVE műholdak szerepéhez a Galileo rendszerben. A Compass-M1 pályája közel kör alakú, magassága 21 150 km, dőlése 55,5 °.
Az Compass-M1 három sávban továbbít: E2, E5B és E6. Minden frekvenciasávban két koherens aljelet észleltünk 90 ° -os fáziseltolódással ( kvadratúrában ). Ezeket a jelkomponenseket "I" -nek és "Q" -nek nevezzük. Az "I" komponensek rövidebb kódokkal rendelkeznek, és valószínűleg a nyílt szolgáltatáshoz készülnek. A "Q" alkatrészek sokkal hosszabb kódokkal rendelkeznek, jobban ellenállnak az interferenciának, és valószínűleg a korlátozott szolgáltatáshoz készültek.
A továbbított jelek vizsgálata közvetlenül a Compass-M1 2007. április 14-i bevezetése után kezdődött. Nem sokkal 2007 júniusát követően a CNES mérnökei jelentették a jelek spektrumát és szerkezetét. Egy hónappal később a Stanford Egyetem kutatói jelentették az "I" jelkomponensek teljes dekódolását. A kódok ismerete lehetővé tette, hogy a Septentrio mérnökeinek egy csoportja felépítse a COMPASS vevőt, és jelentést tegyen az E2 és E5B "I" jelek követési és többútvonalas jellemzőiről.
Művelet
2011 decemberében a rendszer próbaverzióba lépett. 2011. december 27 -től megkezdte a navigációs, helymeghatározási és időzítési adatok ingyenes szolgáltatását Kínának és a szomszédos térségnek. A próbaüzem során a Compass 25 méteres pontossággal kínál helymeghatározási pontosságot, de a pontosság javul, ahogy több műholdat bocsátanak ki. A rendszer hivatalos bevezetésekor ígéretet tett arra, hogy az általános felhasználók számára 10 m -es pontossággal pontos helymeghatározási információkat kínál, a sebességet másodpercenként 0,2 méteren belül méri, és 0,02 mikroszekundumos pontosságú jeleket biztosít az óra szinkronizálásához.
A BeiDou-2 rendszer 2012 decemberében kezdte meg szolgáltatásainak nyújtását az ázsiai-csendes-óceáni térség számára. Ekkor a rendszer helymeghatározási adatokat tud szolgáltatni a keleti hosszúság 55 ° és 180 ° között, valamint az 55 ° k-től 55 ° északig.
Az új generációs BeiDou műholdak támogatják a rövid üzenetszolgáltatást.
Befejezés
2011 decemberében a Xinhua kijelentette, hogy "[a] BeiDou rendszer alapstruktúráját most hozták létre, és a mérnökök most átfogó rendszertesztelést és kiértékelést végeznek. A rendszer tesztelési szolgáltatásokat nyújt a pozícionáláshoz, a navigációhoz és az időhöz Kína számára és a szomszédos területek az idei év vége előtt a hatóságok szerint ". A rendszer ugyanebben a hónapban kezdett működni a kínai régióban. A globális navigációs rendszert 2020 -ra kell elkészíteni.
2012 decemberéig 16 műholdat bocsátottak fel a BeiDou-2 számára, 14 szolgálatban. 2017 decemberétől pedig 150 m kínai okostelefon (a piac 20% -a) volt felszerelve a Beidou használatára.
BeiDou-3
A BeiDou rendszer (BDS-3) harmadik fázisa három GEO műholdat, három IGSO műholdat és huszonnégy MEO műholdat tartalmaz, amelyek új jelfrekvenciákat vezetnek be B1C/B1I/B1A (1575,42 MHz), B2a/B2b (1191,795 MHz), B3I/B3Q/B3A (1268,52 MHz) és Bs tesztfrekvencia (2492,028 MHz). Az új nyitott jelekkel kapcsolatos interfész -vezérlő dokumentumokat 2017–2018 -ban tették közzé.
2020. június 23-án a BDS-3 csillagkép telepítése teljesen befejeződött, miután az utolsó műholdat sikeresen felbocsátották a Xichang műholdak indítóközpontjában . A BDS-3 műholdak SBAS (B1C, B2a, B1A) és keresési és mentési transzponder képességekkel is rendelkeznek.
BeiDou jelzés | B1I | B1Q | B1C | B1A | B2I | B2Q | B2a | B2b | B3I | B3Q | B3A |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GIOVE/Iránytű jel | E2-I | E2-Q | E1-I | E1-Q | E5B-I | E5B-Q | E5a | E5b | E6-I | E6-Q | - |
Hozzáférés típusa | Nyisd ki | Felhatalmazott | Nyisd ki | Felhatalmazott | Nyisd ki | Felhatalmazott | Nyisd ki | Nyisd ki | Nyisd ki | Felhatalmazott | Felhatalmazott |
Kód moduláció | BPSK (2) | BPSK (2) | MBOC (6,1,1/11) | BOC (14,2) | BPSK (2) | BPSK (10) | AltBOC (15,10) | AltBOC (15,10) | BPSK (10) | BPSK (10) | BOC (15,2,5) |
Vivőfrekvencia (MHz) | 1561,098 | 1561,098 | 1575,42 | 1575,42 | 1207,14 | 1207,14 | 1176,45 | 1207,14 | 1268,52 | 1268,52 | 1268,52 |
Chip arány (Mchips/s) | 2.046 | 2.046 | 2.046 | 10.230 | 10.230 | 10.230 | |||||
Kódidőszak (chipek) | 2046 | ? | 2046 | ?? | 10230 | ? | |||||
Kódperiódus (ms) | 1.0 | > 400 | 1.0 | > 160 | 1.0 | > 160 | |||||
Szimbólumok sebessége (bit/s) | 50 | ? | 50 | ? | 50 | ? | |||||
Navigációs keretek | 6 | ? | 6 | ? | ? | ? | |||||
Navigációs alkeret (ek) | 30 | ? | 30 | ? | ? | ? | |||||
Navigációs időszak (perc) | 12,0 | ? | 12,0 | ? | ? | ? |
Az E2 és E5B "I" jeleinek jellemzői általában hasonlóak a GPS polgári kódjaihoz (L1-CA és L2C), de az iránytűjelek valamivel nagyobb teljesítményűek. Az ezen az oldalon használt iránytűjelek jelölése követi a frekvenciasávok elnevezését, és megegyezik a témában az amerikai irodalomban használt jelölésekkel, de a kínaiak által használt jelölés másnak tűnik.
A Beidou-1-en végzett hasonló kísérletek után 2492,028 MHz-en kísérleti S- sugárzást is végeztek "Bs" néven.
csillagkép
Blokk | Indítási időszak |
Műholdak indítása | Jelenleg pályán van és egészséges |
||
---|---|---|---|---|---|
Siker | Kudarc | Tervezett | |||
1 | 2000–2006 | 4 | 0 | 0 | 0 |
2 | 2007–2019 | 20 | 0 | 0 | 12 |
3 | 2015 - jelen | 35 | 0 | 0 | 30 |
Teljes | 59 | 0 | 0 | 42 |
A regionális BeiDou-1 rendszert 2012 végén leszerelték.
A második generációs rendszer első műholdja, a Compass-M1 2007-ben indult útjára. 2009–2011-ben további kilenc műhold követte, amelyek funkcionális regionális lefedettséget eredményeztek. Ebben a fázisban összesen 16 műholdat bocsátottak fel.
2015-ben a rendszer megkezdte az átmenetet a globális lefedettség felé az első generációs műholdak, és az új rendszeren belül a 17. műhold indításával. 2015. július 25-én a 18. és a 19. műholdat sikeresen felbocsátották a Xichang Műholdindító Központból , ezzel Kína először indított egyszerre két műholdat egy hosszú március 3B / Expedition-1 hordozórakéta tetején . Az Expedition-1 egy független felső szakasz, amely képes egy vagy több űrhajót különböző pályákra juttatni. 2015. szeptember 29 -én felbocsátották a 20. műholdat, amely a rendszerben először hordozott hidrogénmastert .
2016 -ban a 21., a 22. és a 23. műholdat bocsátották fel a Xichang Satellite Launch Center -ből , amelyek közül az utolsó kettő 2016. augusztus 5 -én, illetve 2016. november 30 -án állt szolgálatba.