Sistema de navegación Beidou de segunda generación

El sistema de posicionamiento por satélite Beidou es un sistema de posicionamiento y navegación regional establecido por China. El sistema consta de cuatro satélites de posicionamiento Beidou (Beidou-1) (dos satélites de trabajo y dos satélites de respaldo), la parte terrestre compuesta principalmente por el centro de control terrestre y la terminal de usuario de Beidou. El sistema de posicionamiento Beidou puede proporcionar a los usuarios servicios de posicionamiento en tiempo real las 24 horas, en cualquier clima. La precisión del tiempo puede alcanzar una precisión de sincronización de decenas de nanosegundos (ns). decenas de metros y una precisión de sincronización de aproximadamente 100 ns. El código P de precisión de posicionamiento tridimensional del GPS de EE. UU. ha aumentado actualmente de 16 ma 6 m, el código C/A ha aumentado actualmente de 25-100 ma 12 m y la precisión de sincronización es actualmente de aproximadamente 20 ns. . El satélite de navegación y posicionamiento Beidou-1 es desarrollado y fabricado por la Academia de Tecnología Espacial de China. Los tiempos de lanzamiento de los cuatro satélites de navegación y posicionamiento son: 31 de octubre de 2000; 21 de diciembre de 2000; 25 de mayo de 2003 y 14 de abril de 2007. Los satélites tercero y cuarto son satélites de respaldo; Durante los Juegos Olímpicos de Beijing 2008, desempeñará un papel de "doble seguro" junto con el sistema de posicionamiento por satélite GPS existente en términos de posicionamiento y monitoreo del tráfico y seguridad del lugar.

La abreviatura en inglés del sistema de posicionamiento por satélite Beidou-1 es BD. Las bandas de radiofrecuencia registradas en la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) son la banda L (transmisión) y la banda S (recepción). El nombre en inglés del sistema de posicionamiento por satélite de segunda generación de Beidou es Compass (es decir, brújula), y la banda de radiofrecuencia registrada en la UIT es la banda L.

Las funciones básicas del sistema Beidou-1 incluyen: posicionamiento, comunicación (mensajes cortos) y sincronización.

Las funciones del sistema Beidou II son las mismas que las del GPS, es decir, posicionamiento y cronometraje.

[Editar este párrafo] Principio de funcionamiento del sistema

El sistema de posicionamiento por satélite "Beidou-1" determina la distancia desde el usuario hasta el primer satélite y la suma de las distancias desde el usuario a los dos satélites Por lo tanto, se sabe que el usuario está en la intersección entre una esfera con el primer satélite como centro y un elipsoide con los dos satélites como foco. Además, el sistema de control central busca el valor de elevación del usuario en el mapa digital del terreno almacenado en la computadora, y también puede saber que el usuario está en un elipsoide paralelo al elipsoide de referencia de la Tierra. Por lo tanto, el sistema de control central finalmente puede calcular las coordenadas tridimensionales del punto del usuario, y estas coordenadas se cifran y se envían al usuario a través de la señal de salida.

El área de cobertura de "Beidou-1" es el corazón entre 5° y 55° de latitud norte y 70° y 140° de longitud este. Es más grande en la parte superior y más pequeña en la parte inferior. El punto más ancho está alrededor de los 35° de latitud norte. Su precisión de posicionamiento es una precisión horizontal de 100 metros (1σ), y una vez establecida una estación de calibración, es de 20 metros (similar a un estado diferencial). Frecuencia de trabajo: 2491,75MHz. El sistema tiene capacidad para 540.000 usuarios por hora.

[Editar este párrafo] Comparación con el sistema GPS

1. Cobertura: Beidou Navigation System es un sistema de navegación regional que cubre el continente de mi país. El área de cobertura es de aproximadamente 70° a 140° de longitud este y 5° a 55° de latitud norte. El GPS es un sistema de navegación para todo clima que cubre todo el mundo. Puede garantizar que se puedan observar de 6 a 9 satélites en cualquier momento y en cualquier lugar de la Tierra (en realidad, se pueden observar hasta 11 satélites).

2. Número de satélites y características orbitales: El sistema de navegación Beidou sitúa dos satélites geosincrónicos en el plano ecuatorial de la Tierra con una distancia angular ecuatorial de unos 60°. El GPS tiene 24 satélites dispuestos en 6 planos orbitales, con una inclinación orbital ecuatorial de 55° y una distancia angular ecuatorial de 60°. El satélite se encuentra en una órbita casi sincrónica y orbita la Tierra en 11 horas y 58 minutos.

3. Principio de posicionamiento: el sistema de navegación Beidou es una navegación bidimensional activa de dos vías. El sistema de control del centro de tierra resuelve el problema y proporciona a los usuarios datos de posicionamiento tridimensionales. El GPS es un pseudocódigo pasivo de navegación tridimensional de alcance unidireccional. El autoposicionamiento se realiza allí y no por el dispositivo del usuario de forma independiente. Para compensar esta vulnerabilidad del sistema, GPS está desarrollando tecnología de enlace de datos horizontal interestelar para que los satélites GPS puedan operar de forma independiente si se destruye la estación de control principal. El sistema "Beidou-1" excluye en principio esta posibilidad. Una vez que el sistema de control central se daña, el sistema no puede seguir funcionando.

4. En tiempo real: la aplicación de posicionamiento del usuario "Beidou-1" debe enviarse de regreso al sistema de control central. El sistema de control central calculará los datos de posición tridimensionales del usuario y luego los enviará. De vuelta al usuario, que debe pasar a través del satélite geoestacionario yendo y viniendo, junto con el reenvío y procesamiento del satélite por parte del sistema de control central, el retraso será mayor, por lo que para objetos en movimiento a alta velocidad, el error de posicionamiento será. ser incrementado. Además, el sistema de navegación por satélite "Beidou-1" también tiene algunas características propias: tiene funciones de comunicación por SMS que el GPS no tiene.

En resumen, el sistema de navegación Beidou tiene una pequeña cantidad de satélites, una pequeña inversión, un equipo de usuario simple y económico, y puede realizar navegación, posicionamiento y comunicación en un área determinada. necesidades actuales de navegación y posicionamiento del transporte terrestre, marítimo y aéreo del país. La desventaja es que no puede cubrir las regiones polares y la precisión del posicionamiento cerca del ecuador es deficiente. Solo puede realizar un posicionamiento activo bidimensional y necesita proporcionar datos de elevación al usuario. No puede cumplir con los requisitos militares altamente dinámicos y confidenciales. usuarios, y el número de usuarios es limitado. Pero lo más importante es que el sistema de navegación "Beidou-1" es el sistema inicial de navegación por satélite establecido independientemente por nuestro país. Además, este sistema no excluye el uso generalizado del GPS en el mercado civil nacional. Por el contrario, el sistema diferencial GPS de área amplia de China también se establecerá sobre esta base. La precisión de posicionamiento de los receptores GPS del código civil interferidos por SA se puede corregir de cientos de metros a varios metros, lo que puede promover mejor el uso de GPS en el sector privado. Por supuesto, también debemos darnos cuenta de que con el desarrollo continuo de las armas de alta tecnología de nuestro ejército, los requisitos de apoyo informativo para la navegación y el posicionamiento son cada vez mayores.

[Editar este párrafo] El posicionamiento de doble estrella es diferente del posicionamiento "multiestrella".

"La primera generación de 'Beidou' solo utiliza el posicionamiento de doble estrella, lo que requiere menos "Inversión y construcción más rápida que el GPS", Fan Benyao. Se dice que esto está determinado por las condiciones nacionales de mi país, y también plantea requisitos especiales para la ruta técnica del "Beidou" de primera generación, "Entonces nuestro sistema de posicionamiento tiene su propias características."

El GPS de Estados Unidos y el GLONASS de Rusia utilizan 24 satélites (GPS también tiene 3 satélites de respaldo y GLONASS perdió varios satélites debido a problemas de financiación) para formar una red. Estos satélites transmiten continuamente la hora precisa y sus posiciones a las estaciones terrestres. Los receptores GPS utilizan señales enviadas por satélites GPS para determinar la posición del satélite en el espacio y calcular la distancia entre ellos en función del tiempo que tardan las ondas de radio en viajar. Después de calcular las posiciones relativas de al menos 3 o 4 satélites, el receptor GPS puede utilizar la trigonometría para calcular su propia posición. Cada satélite GPS tiene cuatro relojes atómicos de alta precisión y una base de datos actualizada en tiempo real que registra las posiciones y trayectorias actuales de otros satélites. Cuando un receptor GPS determina la posición de un satélite, puede descargar la información de posición de todos los demás satélites, lo que le ayuda a obtener la información que necesita de otros satélites más rápidamente.

"En 1983, el académico Chen Fangyun, ganador de la Medalla al Servicio Meritorio 'Dos bombas y un satélite', y sus colaboradores propusieron la idea de utilizar dos satélites de punto fijo sincrónicos para el posicionamiento y la navegación. Después de análisis y pruebas preliminares de campo, se demostró que el efecto era bueno ". El investigador Huang Bingying del Instituto de Metrología de China dijo que este sistema se llama "sistema de posicionamiento de estrellas dobles".

La ruta técnica básica adoptada por el "Beidou" de primera generación surgió originalmente de la idea de "posicionamiento de doble estrella" del Sr. Chen Fangyun, y el proyecto se estableció oficialmente en 1994. El sistema de navegación por satélite Beidou consta de tres partes: satélites espaciales, estaciones centrales de control terrestre y terminales de usuario para completar el posicionamiento. La primera generación de "Beidou" se diferencia del sistema GPS en que el cálculo de todas las posiciones del usuario no se realiza en el satélite, sino que se completa en la estación central terrestre. Por lo tanto, la estación central terrestre puede retener la información de ubicación y hora de todos los usuarios de Beidou y es responsable del monitoreo y gestión de todo el sistema.

Activo y pasivo son las diferencias clave

"La primera generación de Beidou utiliza posicionamiento activo, mientras que GPS y GLONASS son posicionamiento pasivo", dijo Fan Benyao, "Esta es su diferencia cualitativa ”

El llamado posicionamiento activo significa que los usuarios deben contactar y transmitir a través de la estación central terrestre, y la comunicación no necesita pasar por otros satélites de comunicación. Un satélite es adecuado para múltiples usos. las condiciones nacionales del país.

GPS y GLONASS no están diseñados con funciones de comunicación. La razón principal es que el posicionamiento pasivo que no requiere servicios de retransmisión de estaciones terrestres no puede proporcionar servicios de comunicación.

La regionalidad se basa en el nivel técnico

El sistema de navegación y posicionamiento Beidou es un sistema de navegación regional que cubre China. Ran Chengqi, subdirector del Centro de Ingeniería de Navegación por Satélite de China, dijo que el desarrollo del sistema de navegación y posicionamiento Beidou es de gran importancia y tiene algunas ventajas que el sistema GPS no tiene, por ejemplo, basado en mapas estáticos, reales. Las condiciones de congestión de la carretera se pueden reflejar en el navegador.

El "Beidou" de primera generación es un sistema de navegación por satélite regional, que solo se puede utilizar en China y sus alrededores durante todo el día y la noche; mientras que GPS y GLONASS son sistemas de posicionamiento y navegación global. cualquier punto del mundo, siempre que la señal del satélite no esté bloqueada ni interferida y se puedan recibir las coordenadas tridimensionales. "La regionalidad está determinada por las características técnicas, el nivel y las necesidades nacionales del posicionamiento de doble estrella de mi país", dijo Fan Benyao.

La parte espacial de GPS y GLONASS es una red de satélites con una altitud de unos 20.000 kilómetros. Los satélites GPS están distribuidos uniformemente en 6 planos orbitales y los satélites GLONASS están distribuidos uniformemente en 3 planos orbitales, girando constantemente alrededor de la Tierra. De esta forma se pueden observar más de 4 satélites en cualquier momento y en cualquier lugar del mundo, y a través de ellos se pueden obtener datos de posicionamiento tridimensional de alta precisión.

"Beidou" 1 es un satélite de posicionamiento de dos estrellas con una órbita relativamente alta, a 36.000 kilómetros de altura. Es un satélite geoestacionario. La razón por la que tenemos que operar a una altitud tan alta es porque solo tenemos dos satélites de posicionamiento, que no pueden cubrir toda la Tierra. Si orbitamos la Tierra en una órbita más baja, no podremos monitorear el área de nuestro país durante un tiempo. cierto período de tiempo todos los días.

El "Beidou" de segunda generación puede denominarse "el GPS de China"

"Nuestro país no desarrollará el 'Beidou' de segunda generación en un solo paso, ni detendrá uno Además, "para desarrollar la segunda generación", dijo Fan Benyao, "continuaremos complementando el número de satélites sobre la base de la primera generación, aumentando sus funciones y mejorando su nivel general". seguirá siendo responsable del diseño de la segunda generación "Beidou", dijo: "La segunda generación". El Beidou de primera generación puede llamarse el 'GPS de China', pero seguirá teniendo un sistema de comunicación más que el GPS, proporcionando preparación para el desarrollo de tecnologías clave para el Beidou de segunda generación de mi país. Fan Benyao dio un ejemplo del posicionamiento de Beidou esta vez. El satélite de respaldo está recientemente equipado con un reflector láser para el posicionamiento satelital, que puede determinar con precisión su posición dentro de un rango. Unos pocos centímetros en referencia a otras estrellas. Este satélite se ha posicionado con éxito, lo que indica que esta tecnología es efectiva y confiable. De esta manera, cuando sigamos lanzando nuevos satélites para construir el sistema "Beidou" de segunda generación. encontrar sus posiciones y formar una red compatible con los estándares. Además, los tres satélites de "Beidou" 1 tienen una vida útil de 8 años. En 2016, los expertos continúan estudiando y se espera que la vida del próximo satélite sea lanzado. alcanzará unos 10 años; la vida útil actual de los satélites GPS es de unos 12 años, y la vida útil de los satélites GLONASS es de 3 a 5 años

"La aplicación más brillante de los relojes atómicos en el siglo XX. Forman el núcleo del sistema de posicionamiento global", afirmó Huang Bingying. Los satélites de navegación y las estaciones terrestres son inseparables de ellos. Actualmente existen tres tipos principales de relojes atómicos: relojes de rubidio, relojes de cesio y relojes de hidrógeno. En términos de estructura, El volumen mínimo de los relojes de rubidio ha alcanzado los 6 centímetros cúbicos. En términos de estabilidad de frecuencia, los relojes de hidrógeno son los mejores. En términos de estabilidad de frecuencia y precisión a largo plazo, los relojes de cesio son los mejores. El Instituto de Metrología de China utiliza un reloj de cesio llamado "Referencia de frecuencia de fuente atómica de cesio con enfriamiento por láser". El punto de referencia del servicio horario de nuestro país, UTC (NIM), lo proporciona y se calibra constantemente con el punto de referencia internacional cuando es "Beidou". Una vez completado, todas las áreas de la economía nacional obtendrán mayores beneficios.

El 25 de mayo de 2003, mi país lanzó al espacio el tercer satélite de navegación y posicionamiento "Beidou-1" en el Centro de Lanzamiento de Satélites de Xichang, lo que marcó un hito. que nuestro país cuenta con un sistema propio completo de navegación y posicionamiento por satélite de primera generación.

El sistema de posicionamiento y navegación por satélite Beidou es el sistema de navegación regional de primera generación que proporciona información de navegación por satélite durante todo el tiempo y durante todo el día. Consta de dos satélites en funcionamiento y un satélite de respaldo. Los dos primeros satélites "Beidou-1" fueron lanzados el 31 de octubre y el 21 de diciembre de 2000 respectivamente.

El sistema de navegación por satélite Beidou se puede utilizar para muchas industrias, como transporte marítimo, transporte por carretera, transporte ferroviario, operaciones de campo, pronóstico hidrológico, prevención de incendios forestales, producción pesquera, estudios y diseño, monitoreo ambiental y otros. Industrias con requisitos especiales de despacho y comando. La unidad brinda servicios integrales como posicionamiento, comunicación y sincronización.

En 2000, los dos satélites del sistema de navegación y posicionamiento Beidou se lanzaron con éxito, lo que marca que nuestro país tiene su propio sistema de navegación y posicionamiento por satélite de primera generación. El desarrollo de la industria de la navegación y el posicionamiento ha sido excelente. importancia económica y social. El sistema de navegación y posicionamiento Beidou consta de tres partes: el satélite de navegación y posicionamiento Beidou, la parte terrestre compuesta principalmente por el centro de control terrestre y el terminal de usuario de Beidou.

El área de servicio del sistema de navegación y posicionamiento Beidou es China y los países vecinos. El sistema puede usarse ampliamente en muchas industrias, como el transporte marítimo, el transporte por carretera, el transporte ferroviario, las operaciones marítimas y la producción pesquera. , previsión hidrológica, prevención de incendios forestales, vigilancia ambiental, etc. Así como las unidades militares, de seguridad pública, aduaneras y otras con necesidades especiales de mando y despacho.

[Editar este párrafo] Tres funciones principales del sistema Beidou

Posicionamiento rápido: el sistema Beidou puede proporcionar servicios de posicionamiento en tiempo real, rápidos, de alta precisión y en todo clima para los usuarios en el área de servicio, con una precisión de posicionamiento de 20 a 100 m;

Comunicación de mensajes cortos: el terminal de usuario del sistema Beidou tiene una función de comunicación de mensajes bidireccional y los usuarios pueden transmitir información de mensajes cortos de 40 a 60 caracteres chinos a la vez. a la vez;

Debido a que los datos de ubicación del vehículo y la información de estado requieren un cierto grado de naturaleza en tiempo real. Al mismo tiempo, la comunicación de información entre el vehículo y el centro de control es en realidad un método de comunicación de datos, y la cantidad de información generalmente no excede el rango de longitud de los mensajes cortos GSM. Por lo tanto, el servicio de mensajes cortos que utiliza GSM puede satisfacer básicamente las necesidades de comunicación del sistema. En segundo lugar, el coste de enviar datos a través de mensajes cortos es mucho menor que el de otros métodos (como por ejemplo a través de canales de voz).

En comparación con otros métodos tradicionales, como las estaciones inalámbricas, el sistema de red de mensajes cortos GSM tiene las siguientes ventajas:

1. Velocidad rápida, buen rendimiento en tiempo real y sin desconexión;

2. Puede comunicarse en dos direcciones y devolver información del terminal a tiempo

3. El equipo es pequeño y fácil de operar

4. Desde; el centro de control no necesita configurar una estación transmisora ​​de alta potencia, lo que reducirá en gran medida los costos de instalación.

5. Amplia cobertura en el entorno geográfico

Sincronización precisa: el sistema Beidou tiene; Función de sincronización de precisión y puede proporcionar a los usuarios una precisión de sincronización de tiempo de 20 ns-100 ns.

[Editar este párrafo] Proveedores de servicios civiles del sistema de posicionamiento por satélite Beidou

Actualmente hay cinco, siendo Shenzhou Tianhong (Beijing Shenzhou Tianhong Technology Co., Ltd.) y Beidou Star (Beijing Beidou Star Navigation Satellite Navigation Technology Co., Ltd.) es el más destacado.

El sitio web de China Tianhong Company es: www.chinatopcom.com

El sitio web de Beidou Star Company es: www.navchina.com

[Editar esto párrafo ] Estándar de la industria para equipos terminales civiles del sistema de posicionamiento por satélite Beidou-1

"Requisitos técnicos y requisitos de uso para equipos terminales de alarma de socorro para vehículos civiles (barcos) Beidou-1" (Norma No. JT/T590- 2004)

"Requisitos técnicos y requisitos de uso para el equipo terminal de recopilación de datos civiles Beidou-1" (el número estándar es JT/T591-2004)

"Vehículo civil Beidou-1 (barco ) Equipo terminal montado "Requisitos técnicos y requisitos de uso" (el número estándar es JT/T592-2004)

[Edite este párrafo] Cinco ventajas principales de la aplicación Beidou

Tiene ambas posiciones y funciones de comunicación y no requiere soporte de otros sistemas de comunicación;

Cubre China y los países y regiones circundantes, servicio las 24 horas, sin zona de comunicación;

Particularmente adecuado para monitoreo a gran escala y gestión de usuarios de grupo, así como usuarios de recopilación de datos en áreas no compatibles Aplicación de transmisión de datos;

El procesamiento de posicionamiento del nodo central único y el diseño de la computadora del usuario de comando pueden resolver "dónde estoy" y "dónde estás tú" en al mismo tiempo;

Sistema autónomo, diseño de cifrado de alta resistencia, seguro, confiable y estable, adecuado para aplicaciones en departamentos clave.

[Editar este párrafo] El GPS "Beidou-1" jugó un papel importante en el terremoto de Wenchuan

"Beidou-1" jugó un papel importante en el caso de la interrupción de la comunicación

El sistema "Beidou-1" desarrollado independientemente por China juega un papel importante en caso de interrupción de la comunicación. El sistema Beidou transportado por la fuerza de socorro en casos de desastre está enviando sucesivamente información sobre desastres y rescate.

El sistema de posicionamiento y navegación por satélite "Beidou-1" detectó que una tropa que transportaba una terminal "Beidou-1" partió a las 12 del mediodía a lo largo de Maerkang, Heishui y el condado de Li hasta Wenchuan. La carretera nacional 317 se apresura avanza a una velocidad de unos 6 kilómetros por hora. Después de viajar casi 40 kilómetros en 6 horas, hemos entrado en el condado de Wenchuan y todavía estamos a unos 40 kilómetros de la cabecera del condado.

Debido a la obstrucción de las comunicaciones, el Centro de Comando de Posicionamiento y Navegación por Satélite de Beijing determinó inicialmente que la unidad estaba afiliada al Cuerpo de Policía Armada de Sichuan. El centro de denuncias está trabajando para conocer más sobre la situación.

[Editar este párrafo] El sistema de satélites Beidou se utilizará por primera vez en los Juegos Olímpicos de Beijing

Se supo del Foro Internacional de Desarrollo de la Industria de la Navegación y la Ciencia y Tecnología de Shanghai de 2007 que se inauguró el 5 de diciembre que mi país desarrolló de forma independiente El sistema de navegación por satélite Beidou entró en la etapa de aplicación preliminar y tiene capacidades de navegación regional. En 2008, el sistema se utilizará por primera vez en los Juegos Olímpicos de Beijing. Durante los Juegos Olímpicos de Beijing, desempeñará un papel de "doble seguro" junto con el sistema de posicionamiento por satélite GPS existente en términos de posicionamiento y monitoreo del tráfico y seguridad del lugar.

"En la actualidad, el sistema de navegación por satélite Beidou ya cuenta con 5 satélites de navegación, y algunos satélites se lanzarán antes de 2008", dijo en la conferencia de prensa Ran Chengqi, subdirector del Centro de Ingeniería de Navegación por Satélite de China. que en 2003, nuestro país tenía Se estableció el sistema de prueba de navegación Beidou. El sistema de prueba tiene funciones como posicionamiento, sincronización y mensajería para China y sus áreas circundantes, y se ha utilizado en campos civiles como transporte, pesca y exploración. y prevención de incendios forestales. La construcción posterior del sistema de navegación por satélite Beidou se ha vuelto más completa.

Se informa que el sistema 08 proporcionará servicios de despacho de tráfico o monitoreo de sedes para los Juegos Olímpicos de Beijing. En ese momento, superpondrá sus propias funciones de monitoreo con las condiciones de congestión del tráfico proporcionadas por el departamento de transporte de Beijing. para que los conductores no solo puedan saber qué ruta es la más corta, sino que también puedan encontrar la ruta más corta en función de las condiciones de la carretera en tiempo real. Se estima que el sistema de navegación por satélite Beidou se utilizará en Shanghai antes de 2010.

El sistema de navegación y posicionamiento Beidou es un sistema de navegación regional que cubre China.

Ran Chengqi, subdirector del Centro de Ingeniería de Navegación por Satélite de China, dijo que el desarrollo del sistema de navegación y posicionamiento Beidou es de gran importancia y tiene algunas ventajas que el sistema GPS no tiene, por ejemplo, basado en mapas estáticos, reales. Las condiciones de congestión de la carretera se pueden reflejar en el navegador.

¿Está bien?