В последние годы страны Азии активизировали деятельность по космическим разработкам. Особенно успешны в этом Китай, Индия и Япония. О достижениях этих стран, об их соперничестве в космосе сайт рассказывает старший научный сотрудник Центра экономических исследований Российского института стратегических исследований Ирина Прокопенкова.
Азия рвётся в космос
— Ирина, космонавтика перестала быть страшно закрытой сферой в связи с тем, что сейчас развивается международная кооперация?
— Отчасти, да. В целом произошли очень серьезные изменения, начиная с 1990-х годов. После этапа космической гонки периода холодной войны пошло насыщение космонавтики, замедлились темпы развития в странах-лидерах — Европе, США, и произошел пересмотр приоритетов, стратегий развития. И больше переключились на коммерциализацию космической деятельности, на развитие прикладных систем, которые дают отдачу и позволяют получить прибыль. Это коммерческие системы телекоммуникаций, дистанционного зондирования.
И в последние годы эта тенденция наложилась на циклический спад на рынке коммерческих космических спутников и совпала с мировой экономической рецессией. Поэтому произошла определенная стабилизация государственного финансирования.
Последние 5 лет мировые затраты на космические программы на уровне 70 миллиардов долларов так и остаются - и не растут. С другой стороны, наблюдается активизация второстепенных космических держав. И это не только Китай, Индия, Япония, которые у всех на слуху, но и, что примечательно, развивающиеся страны, причем в основном азиатские.
За 10 лет их число удвоилось, хотя каждый из них вкладывает очень незначительные средства в космос, но в целом затраты в два раза увеличились за последние десятилетия, сейчас они в совокупности оцениваются в 7 млрд долларов.
— А почему это для них так важно? У них же есть какие-то более насущные экономические проблемы?
— Руководство этих стран и рассматривает космонавтику как способ решить социально-экономические задачи, насущные проблемы, которые стоят перед этими странами. Например, для организации рационального природопользования, для мониторинга природных стихийных бедствий, для обеспечения связи в труднодоступных районах.
И этому способствовало также то, что в последние годы произошел прорыв в технологиях малых космических аппаратов. Они стали меньше, легче, дешевле, и при этом позволяют решать задачи на достаточно приличном уровне, что для этих небогатых стран снизило порог входа в космическую деятельность.
То есть они себе могут позволить заказать или даже изготовить, если у них есть соответствующие ресурсы, собственный спутник. Им не нужно сверхвысокое разрешение, как для США, России, Китая, которые решают военные задачи с помощью спутников.
Плюс, в стране, которая может запустить сама в космос спутник, это предполагает наличие очень серьезной промышленности и смежных отраслей. Потому что ракета — очень сложное изделие, в ней несколько тысяч деталей, все это требует очень высокой точности, очень большого объема испытаний. Потому что техника очень ответственная, уникальная.
— А скажите, страна, чтобы перейти в пул космических держав, обязательно должна иметь собственную ракету, запустить ее в космос, или сейчас можно как-то пристроиться к этому пулу, получить статус космической державы, как вы говорите, на работе с этими малыми космическими аппаратами.
— Тут надо прояснить, потому что само понятие космической державы немного неофициальное. Есть формальное наименование "Большой космический клуб". Это как раз включает страны, которые сами, собственными силами запустили в космос спутник. Таких стран сейчас в мире 11. Помимо известных России, США, Европы, это Китай, Индия, Япония и еще три азиатские страны, которые этот статус получили буквально в последние пять лет: Иран в 2009 году, Северная Корея и Южная Корея в 2012 и 2013 годах.
— А какой характер имеет нынешняя международная кооперация? Можно ли сказать, что такие азиатские сраны, как Индия и Китай, развили свою космическую промышленность во многом благодаря тому, что США перенесли в эти страны свои производства?
— Не совсем так. То есть, конечно, и для Индии, и для Китая, и для Японии был ключевым фактор именно по заимствованию зарубежных технологий. Для Индии и Китая — российские прежде всего, для Японии — американские. Но на современном этапе в космической отрасли очень взвешенно и осторожно подходят к вопросам сотрудничества. Штаты имеют законодательное ограничение вообще на любую кооперацию с Китаем в сфере космоса. Этот закон был принят в 2011 году.
— А в чем тогда заключается эта кооперация?
— Получается, что на данный момент США с Китаем в космосе не сотрудничают вообще. Хотя до 1999 года американские компании спутниковых услуг активно сотрудничали с Китаем, они запускали спутники на китайских ракетах. Но потом, после 1999 года, это было приостановлено. Был большой скандал из-за того, что произошла утечка технологий в Китай.
Но Европа, несмотря на то, что есть эмбарго, не обрывала контакты с Китаем, продолжала сотрудничество по научным проектам. Примечательно, что как раз в прошлом году Европейское космическое агентство впервые в своей стратегии космической деятельности объявило Китай стратегическим партнером.
— Как далеко азиатские страны продвигаются в части собственных технологических, научных разработок? То есть насколько они работают на опережение? Мало же догнать.
— Как раз у них один из столпов космической стратегии — развитие собственных инноваций, собственного космического потенциала. Они очень далеко продвинулись на этом пути. То есть за 10 лет произошел просто колоссальный рывок.
Сейчас Китай, например, входит в число трех стран мира, который занимается пилотируемыми проектами. Учитывая, что "Шаттл" не летает, фактически только Китай и Россия могут запустить человека в космос в настоящий момент.
И, как ожидается, ближайшие 5 лет для Китая должны стать решающим этапом, должны быть реализованы три важнейших проекта — это развертывание собственной глобальной навигационной спутниковой системы к 2020 году, создание орбитальной космической станции и изучение Луны автоматическими космическими аппаратами. У нас в этом году должна быть мягкая посадка на Луну станции, которая доставит на землю лунный грунт.
— Если Штаты наложили на Китай эмбарго, Россия может этим воспользоваться и теснее работать с Китаем в космической отрасли?
— У нас как раз сотрудничество не прерывалось. Мы сотрудничали и с Индией, и с Китаем. И с той, и с другой страной у нас тесные связи. Достаточно посмотреть на китайский космический пилотируемый корабль "Шэньчжоу-5", поставить рядом наш "Союз" — сразу все понятно.
Китай, несомненно, очень много взял нашего опыта. И после введения санкций против России, конечно, это направление приобретает особую актуальность для России, развитие сотрудничества именно с Индией и Китаем.
— Благодаря чему Индии и Китаю удается делать масштабные инвестиции в космос? Создаются какие-то особые условия, привлекаются ли частные инвестиции? Отличается ли модель привлечения частных инвестиций у Штатов, России и азиатских стран?
— Азиатские страны, на самом деле, очень сильно отличаются и от Штатов, и друг от друга. В Китае, например, вся космическая промышленность — в руках государственных корпораций. Там существует две огромные государственные корпорации, которые иногда конкурируют по отдельным направлениям, и каждый имеет свою специализацию.
Но Китай очень активно изучает и использует опыт США. То есть отдельные подразделения этих корпорации, хотя они числятся государственными, акционируются, их акции торгуются на биржах, и Китай ставит себе цель в итоге создать передовую космическую промышленность на мировом уровне.
То есть, как раз эти две корпорации, которые будут сопоставимы с Lockheed или Boeing. В Индии немножко по-другому. В отличие от Китая индийская космическая промышленность очень ограничена по масштабам, и фактически вся космическая техника сейчас производится даже не на предприятиях, а силами индийской Организации космических исследований.
— Китай, Япония, Индия, в частности, все-таки на политической арене выступают немножко конкурентами друг другу. Это как-то сказывается на региональной кооперации космической стран азиатского региона?
— Несомненно. То есть, между этими странами взаимодействия нет. Но между ними существует конкуренция на региональном уровне за влияние на страны-соседи. То есть, с 2008 года в регионе действует параллельно две организации по содружеству в сфере космоса. Одна под эгидой Китая, другая под эгидой Японии. И это направление для Китая, Японии, Индии очень важно. Это для них средство проецировать свое влияние на соседей по региону через космические технологии.
— А локальные связи в регионе между кем и кем строятся?
— Китай учредил Азиатско-Тихоокеанскую программу по сотрудничеству в сфере космоса. Туда, помимо Китая, входят Бангладеш, Индонезия, Иран, Монголия, Пакистан, Перу, Таиланд и Турция. Кроме Китая в этой организации у остальных стран очень умеренные возможности в сфере космоса. То есть Китай себя как несомненного лидера позиционирует.
И сейчас каждая из этих стран хочет возглавить нарождающийся тренд в формировании нового космического центра в Азии, каждый хочет стать лидером этого процесса.
— А статус лидера какие дивиденды дает?
— Выход на мировой рынок, на региональный рынок. Потому что Китай, например, создает свою навигационную спутниковую систему, она сейчас уже в регионе предоставляет услуги, и к 2020 году Китай планирует занять очень значительную нишу на рынке навигационных спутниковых систем. В первую очередь в регионе.
Но все-таки космическая промышленность азиатских стран очень зависима от США и Европы. Передача технологии экономит миллиарды долларов, десятки миллиардов, но США всячески препятствуют передаче. Если она как-то и происходит, то как-то опосредованно.
И поскольку США оборвали сотрудничество с Китаем, что Китай, что Индия опираются на свои силы, но по части электронных компонентов они зависят от США. В 2013 году министерство торговли Китая опубликовало данные, что объем импорта радиоэлектронных компонентов уступает только импорту нефти. То есть это вторая позиция.
— Я как раз и хотела спросить, насколько они зависимы?
— От США все зависят, даже Европа.
— А можете рассказать о каких-то совместных космических проектах России с азиатскими странами?
— У нас сейчас наиболее активно будет развиваться сотрудничество по серии навигационных спутниковых систем между нашей системой ГЛОНАСС и китайской системой Beidou. Интеграция стандартов, интеграция систем.
Также на российской территории будут строиться станции для коррекции системы Beidou, а в Китае будут размещаться станции для повышения точности сигналов ГЛОНАСС. Плюс, у нас уже создана система Р-ГЛОНАСС — система экстренного реагирования при авариях на базе ГЛОНАССа.
Китай этим опытом заинтересовался, он сейчас хочет построить свою систему на базе Beidou, но достигнута договоренность стандарты объединить.
Поскольку мы сотрудничаем еще в рамках ШОС и БРИКС, сейчас Китай очень развивает проект "Экономический поиск Шелкового пути", очень важное место занимает развитие транспортной инфраструктуры. И вот как раз здесь эти системы могут играть большое значение в отслеживании транспортных потоков, управлении транспортными потоками.
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.
Навигационная система «Beidou» или Спутниковая навигационная система «Бэйдоу» (сокращенно -- BD) -- китайская спутниковая система навигации. На 26 октября 2012 года включает в себя 16 спутников, расположенных на геостационарной орбите и обеспечивала определение географических координат в Китае и на соседних территориях. Планируется, что космический сегмент навигационной спутниковой системы Бэйдоу будет состоять из 5 спутников на ГСО и 30 спутников на орбитах, отличных от ГСО.
Система была запущена в коммерческую эксплуатацию 27 декабря 2012 как региональная система позиционирования, при этом спутниковая группировка составляла 16 спутников. Планируется, что на полную мощность система выйдет к 2020 году. Китайские представители также отметили, что еще предстоит урегулировать вопросы, касающиеся частотных диапазонов, с российской, американской и европейской сторонами, которые также владеют спутниковыми навигационными группировками. А пока китайская система работает на частоте сигнала B1, также отмеченном Евросоюзом как E2, с частотой 1559,052-1591,788 МГц. Обе стороны до сих пор не достигли окончательной договоренности по вопросам совместимости своих будущих спутниковых навигационных систем, несмотря на продолжающиеся с 2009 года переговоры по вопросу наложения специальных сигналов системы Compass на специальные сигналы PRS системы Galileo (диапазон L1, центральная частота 1575,42 МГц).
Предположительные будущие частоты B2: 1166,22 - 1217,37 МГц, B3: 1250,618 - 1286,423 МГц.
Слово «Бэйдоу» (кит. упр. –k“l) в переводе означает «Северный Ковш», это -- китайское название созвездия Большой Медведицы. Название «Бэйдоу» используется как для системы «Бэйдоу-1» так и для системы второго поколения «Бэйдоу-2». Главный конструктор обеих систем -- Сунь Цзядун.
Китайское национальное космическое управление планирует развернуть навигационную систему «Бэйдоу» в три этапа.
- 1) 2000--2003: Экспериментальная система Бэйдоу из трёх спутников.
- 2) к 2012 году: Региональная система для покрытия территории Китая и прилегающий территорий.
- 3) к 2020 году: Глобальная навигационная система.
Первый спутник, «Бэйдоу-1А» был запущен 30 октября 2000. Второй «Бэйдоу-1B» 20 декабря 2000. Третий спутник «Бэйдоу-1C» отправлен на орбиту 25 мая 2003 как подстраховочный. Система считалась введенной в эксплуатацию с успешного запуска третьего спутника.
- 2 ноября 2006, Китай заявил, что с 2008 года Бэйдоу будет предлагать открытые услуги с точностью определения местоположения 10 метров. Частота системы «Бэйдоу»: 2491.75 МГц.
- 27 февраля 2007 года, был также запущен четвертый спутник в рамках «Бэйдоу-1», называемый иногда «Бэйдоу-D» а иногда «Бэйдоу-2А». Он выполняет функции подстраховки. Сообщалось, что у спутника были неполадки в системе управления, но впоследствии они были устранены.
В апреле 2007, успешно выведен на орбиту первый спутник группировки «Бэйдоу-2», названый «Компас-M1». Данный спутник является настроечным для частот Бэйдоу-2. Второй спутник «Компас-G2» запущен 15 апреля 2009. Третий («Компас-G1») запущен на орбиту носителем LM-3C 17 января 2010. Четвертый спутник запущен 2 июня 2010. Носитель LM-3I вывел четвертый спутник с спутниковой площадки в Сичане 1 августа 2010 года.
- 15 января 2010 запущен официальный сайт спутниковой навигационной системы Бэйдоу.
- 24 февраля 2011 было развернуто 6 действующих спутников, 4 из них видны в Москве: COMPASS-G3, COMPASS-IGSO1, COMPASS-IGSO2 и COMPASS-M1.
- 27 декабря 2011 года "Бэйдоу" была запущена в тестовом режиме, охватывая территорию Китая и сопредельных районов.
- 27 декабря 2012 система была запущена в коммерческую эксплуатацию как региональная система позиционирования, при этом спутниковая группировка составляла 16 спутников.
По некоторым источникам, в начале 2011 года Госсовет КНР пересмотрел архитектуру системы и внес корректировки в план запусков КА. Было принято решение завершить формирование орбитальной группировки для обслуживания регионального потребителя к началу 2013 года.
I. Согласно откорректированному графику группировка системы Compass/Beidou к началу 2013 году будет включать в себя 14 КА, в том числе: 5 КА на геостационарной орбите ГЕО (58,5 ? в.д., 80 ? в.д., 110,5 ?в.д., 140 ?в.д., 160 ? в.д.); 5 КА на наклонной геосинхронной орбите IGSO(высота 36000 км, наклонение 55 ?, 118 ? в.д.); 4 КА на средней околоземной орбите MEO (высота21500 км, наклонение 55 ?).
II. Развертывание глобальной навигационной системы с группировкой в составе 36 КА в 2020 году (по другим источникам - 35 КА, по третьим - 37 КА) в числе которых: 5 КА на геостационарной орбите; 5 КА на наклонной геосинхронной орбите; 24 КА на средней околоземной орбите 3 КА (расположение уточняется, возможно орбитальный резерв).
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).
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.
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:
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.
