Система навигации Beidou: как она отличается от GPS

Китайская ГНСС Beidou — третяя глобальная система

КНИ (CNSA) готовится к достижению, доступному пока лишь немногим: созданию полнофункциональной глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС). На данный момент работают только американский GPS и российская ГЛОНАСС.

Beidou (BDS) — китайская система, управляемая CNSA. Идея возникла в 1980-х в ответ на военные космические достижения США. Название — от астеризма «Большая Ковш» (Ursa Major). Цель — глобальное покрытие с высшей точностью.

Проект развернут в три этапа: Beidou-1 (2000), Beidou-2/COMPASS (2007), Beidou-3 (2015). Полная глобальная работа планировалась к 2020 году.

Этапы развития

Beidou-1 (2000–2012)

4 спутника на геостационарной орбите (GEO), а не на средней (MEO) как у GPS/ГЛОНАСС. Покрытие: 70°–140° в.д., 5°–55° с.ш. Приемники стоили в 10 раз дороже GPS-терминалов (~$2900) из-за импортных чипов. Позже цены упали после локализации производства.

Beidou-2 / COMPASS (2007–настоящее)

19 спутников (2 выведены), 1 планировался к запуску. В 2008 г. открыто для гражданского использования. Точность позиционирования выросла с 25 м до более высоких значений. С 2011 г. полностью операционна, с 2012 г. — сервисы для Азиатско-Тихоокеанского региона. Покрытие: 55°–180° в.д., 55° ю.ш.–55° с.ш.

Точность и частоты

Два уровня сервиса: гражданский (точность 10 м, синхронизация 10 нс) и военный (10 см, расширенные возможности). Военный доступ — только у Китая и Пакистана. Сигналы на CDMA.

Beidou-2 использует 4 диапазона (E1, E2, E6, E5B), все перекрываются с Galileo. Это создает риск интерференций, особенно в E1/E2 (гражданский Galileo). По правилам МСС «первый пришел — первый обслужен», Beidou-2, скорее всего, получит приоритетные права на эти частоты.

Beidou-3 (с 2015 г.)

35 спутников: 27 MEO, 5 IGSO, 3 GEO. Новые частоты: B1C/B1I/B1A (1575,42 МГц), B2a/B2b (1191,795 МГц), B3I/B3Q/B3A (1268,52 МГц), тестовая Bs (2492,028 МГц). Имеют SAR и SBAS как GPS/ГЛОНАСС.

Коммерческий успех и отличия от GPS

В 2015 г. доходы компаний, использующих BDS, превысили $31 млрд (200 млрд юаней), прогноз к 2020 — 400 млрд юаней. Миллионы авто, тысячи судов в Китае оснащены BDS. Мобильные устройства все чаще поддерживают GPS+ГЛОНАСС+Beidou.

Главное отличие от GPS: независимость. США могут отключить GPS в любом регионе, поэтому страны создают свои системы. У GPS 31 спутник, у Beidou-3 — 35. Ожидается, что Beidou обеспечит более высокую точность: заявлены <1 см по горизонтали и <3 см по вертикали (после пост-обработки), что превосходит текущий GPS (горизонт ~25 м, вертикаль ~30 м без дополнений).

В США GPS усиливается системой WAAS. GPS III (7-е поколение) в разработке Lockheed Martin.

Другие ГНСС

• Galileo (ЕС) — 26 спутников + 6 плановых. Независимая высокая точность.
• NAVIC/IRNSS (Индия) — 4 спутника (+3 плановых). Региональная система, точность 10 м (открытый) / 10 см (закрытый). Глобальных планов нет.
• QZSS (Япония) — 4 спутника (к 2023 — 7). Аugментация GPS над Японией. 3 спутника на наклонных геосинхронных орбитах (аналеммы). Сигналы совместимы с GPS.

Будущее — в мультиконстаellation приемниках, комбинирующих GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou, QZSS для максимальной надежности и точности.