Направления 2022: BDS вступает в новую эру глобальных услуг

Построение системы BeiDou (BDS-3) успешно завершено. Система была официально введена в эксплуатацию 31 июля 2020 года. В 2021 году продолжалось повышение эксплуатационных характеристик и производительности системы BDS, расширение областей ее применения и углубление международного сотрудничества, что обеспечило быстрое и устойчивое развитие системы.

Ян Чаньфэн, главный конструктор системы BeiDou. (Фото: навигационная спутниковая система BeiDou)

Характеристики системы и услуги

В настоящее время 45 спутников BDS используются по целевому назначению – 15 спутников серии BDS-2 и 30 спутников серии BDS-3, совместное использование которых обеспечивает предоставление семи видов услуг для пользователей по всему миру. В мировом масштабе система предоставляет три вида услуг:

• координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО);
• глобальная услуга передачи коротких сообщений;
• услуга поиска и спасания (SAR).

Для Азиатско-Тихоокеанского региона система предоставляет четыре дополнительных сервиса:

• система функционального дополнения космического базирования;
• система функционального дополнения наземного базирования;
• услуга высокоточного позиционирования в реальном времени;
• региональная услуга обмена короткими сообщениями.

Система продолжает непрерывно и стабильно функционировать с момента ввода в эксплуатацию, при этом среднее значение доступности спутников превышает 0,99, а средний показатель непрерывности сигналов выше 0,999.

Услуга КВНО. По последним данным Международной системы мониторинга и оценки характеристик ГНСС (iGMAS), в глобальном режиме точность горизонтального позиционирования составляет около 1,52 м, точность вертикального позиционирования − около 2,64 м (в одночастотном режиме с использованием сигнала B1C, достоверность 95%), точность измерения скорости выше 0,1 м/с, а точность синхронизации выше 20 наносекунд. В Азиатско-Тихоокеанском регионе отмечается наилучшая производительность.

На рисунке 2 показано количество видимых спутников BDS на 00:00 BDT 18 ноября 2021 года. Среди них количество видимых спутников BDS в некоторых районах Азиатско-Тихоокеанского региона составляет более 20.

Рисунок 2. Количество видимых спутников BDS на 00:00 BDT 18 ноября 2021 года, угол возвышения ≥ 5° (www.csno-tarc.cn)

Глобальная услуга обмена короткими сообщениями. Данная услуга предоставляется в тестовом режиме с использованием 14 спутников, расположенных на средней околоземной орбите (MEO) для авторизованных пользователей и на низкой околоземной орбите (LEO), с максимальной длиной одного сообщения в 560 бит, что эквивалентно примерно 40 китайским иероглифам.

Услуга поиска и спасания. Среднеорбитальная услуга поиска и спасания (MEOSAR), разработанная в соответствии со стандартами Cospas-Sarsat, реализуется при помощи шести полезных нагрузок, развернутых на шести среднеорбитальных КА. Услуга поиска и спасания дополнена каналом обратной связи (RLS) с использованием сигнала B2b и реализуется через 24 КА на средневысотных орбитах и 3 КА на наклонных геосинхронных орбитах, которые успешно прошли испытания и находятся на этапе согласования в рамках программы Cospas-Sarsat.

Система функционального дополнения космического базирования. Главное управление гражданской авиации КНР организует комплексную программу по тестированию услуги функционального дополнения космического базирования; точность позиционирования, время передачи сигнала бедствия, обеспечение целостности и другие показатели соответствуют требованиям.

Система функционального дополнения наземного базирования. Для потребителей доступны услуги сантиметрового уровня точности в режиме реального времени и миллиметрового уровня точности в режиме постобработки с помощью сети опорных станций, развернутой на территории Китая.

Услуга высокоточного позиционирования в реальном времени. Сигналы PPP передаются тремя спутниками на геостационарной орбите. Точность горизонтального позиционирования составляет 0,24 м, точность вертикального позиционирования составляет 0,41 м (95% достоверность), а время сходимости составляет менее 20 минут.

Региональная услуга обмена короткими сообщениями. Услуга обмена короткими сообщениями была протестирована и одобрена для интеграции с мобильными телефонами; планируется её масштабное внедрение.

Расширение сфер применения

На данный момент широкомасштабные применения системы BDS находятся на решающем этапе снятия ограничений, развития промышленности и интернационализации. Общая стоимость отраслей промышленности, связанных с китайской навигационной спутниковой системой и услугами определения местоположения, продолжала расти в 2020 году до 403,3 млрд юаней (63,2 млрд долларов США), что примерно на 16,9% превышает ее стоимость в 2019 году. Что касается технических средств на основе BDS-3, производственная цепочка, состоящая из базовых микросхем BDS/ГНСС, модулей, плат, антенн и т.д., постепенно растет.

Создана и внедрена система сертификации и испытаний базовых продуктов на основе BDS. Большая часть общедоступных чипов уже включает возможность приема сигналов BDS. BDS все больше входит в повседневную жизнь населения. Она включена в базовую конфигурацию для реализации функции позиционирования в смартфонах и других устройствах массового производства.

Производители смартфонов, такие как Xiaomi, Huawei, Apple и Samsung, уже поддерживают BDS. За первые три квартала 2021 года 72,3 % смартфонов, проданных в Китае, поддерживали функцию позиционирования BDS, что составляет 93,5% от общего объема продаж. Смартфоны также поддерживают услугу функционального дополнения наземного базирования, что позволяет обеспечить точность позиционирования метрового уровня; возможности навигации для беспилотного транспорта уже тестируется в нескольких городах Китая.

Что касается промышленного применения, BDS полностью обслуживает ряд отраслей, включая транспортный сектор, обеспечение общественной безопасности, помощь при стихийных бедствиях, сельское и лесное хозяйство, животноводство и рыболовство. Это ускорило процесс интеграции в электроэнергетическую, финансовую, коммуникационную и др. инфраструктуры. В частности, при борьбе с COVID-19 с применением научных и технологических подходов, высокоточное позиционирование с использованием BDS способствовало обеспечению эффективности поставок и оборота противоэпидемических средств.

Решения на основе BDS для определения порядка пользования земельными участками, точного земледелия и концепции проекта «Умный порт» послужили социально-экономическому развитию стран Азии, Восточной Европы и Африки. В настоящее время технические средства на основе BDS применяются более чем в половине стран и регионов мира.

Международное сотрудничество

BDS традиционно придерживается развития принципов открытости, сотрудничества и распределения ресурсов; активно принимает участие в международном обмене опытом для практического применения; вносит свой вклад по использованию космического пространства в мирных целях.

В октябре 2021 года состоялось Восьмое заседание российско-китайского Комитета проектов по важному стратегическому сотрудничеству в области спутниковой навигации. Стороны совместно подготовили и подписали «Дорожную карту сотрудничества России и Китая в области спутниковой навигации на 2021-2025 годы», в которой отражены направления и приоритетные проекты российско-китайского сотрудничества в области спутниковой навигации на ближайшие пять лет. Кроме того, Китайская канцелярия по спутниковой навигации подписала Меморандум о взаимопонимании в области спутниковой навигации с Национальной комиссией по космической деятельности Аргентинской Республики и Национальным космическим агентством Южной Африки и официально установило механизм постоянного сотрудничества.

BDS постепенно включается в международные стандарты с их последующим утверждением с помощью международных организаций по стандартизации в области гражданской авиации, морском судоходстве, проведения поисково-спасательных операций, мобильной связи и электротехнике. Была выпущена серия международных стандартов, включающих BDS. Правительство Китая подготовило письмо-обязательство для Международной организации гражданской авиации (ИКАО) о предоставлении базовых услуг BDS пользователям гражданской авиации по всему миру на безвозмездной основе. Международная ассоциация морских средств навигации и маячных служб (IALA) опубликовала стандарт, включающий BDSBAS, для использования в приложениях морской навигации в глобальном режиме. Консорциум 3GPP начал стандартизацию сигналов BDS-3 B2a и B3I. Кроме того, Международная электротехническая комиссия выпустила стандарт для работы аварийных радиобуев Глобальной морской системы связи при бедствии, поддерживающий использование приемников BDS и услуг SAR на основе сигналов BDS.

Китайское правительство непрерывно следует правовым нормам, уделяя особое внимание нормам права в области спутниковой навигации. В связи с этим была сформирована нормативно-правовая база для BDS, включающая ряд регламентирующих документов в части национальной, отраслевой, региональной политики и пр. Регулирование законодательного процесса в области спутниковой навигации осуществляется Китаем с целью быстрого, устойчивого и полноценного развития космической индустрии. В мае 2021 года был опубликован отчет о разработке правовых норм для BDS.

План действий

В планах на будущее отмечается не только обеспечение стабильной работы BDS, но и разработка резервных спутников, включая проведение их наземных испытаний. Резервные спутники BDS-3 с улучшенными характеристиками будут запускаться по мере необходимости для повышения надежности орбитальной группировки. Придерживаясь концепции развития «BDS создается Китаем для глобального использования и превосходства», а также принципов «независимой инновации, открытой интеграции, единства и стремления к совершенству», BDS будет использоваться во всем мире и на благо человечества.

Количество спутников BDS-3 на орбите: 30.

Сигналы передаются в диапазонах: B1I, B3I, B1C, B2a и B2b.

Источник:  https://www.gpsworld.com/directions-2022-bds-enters-new-era-of-global-services/