Я. Чанфэн, главный конструктор системы Бэйдоу

Бэйдоу, одна из самых известных современных спутниковых систем навигации, постоянно модернизируется согласно 3-этапной стратегии развития. С конца 2018 г. она оказывает глобальное обслуживание в сфере навигации. В ближайшие 12 месяцев завершится процесс внедрения 3-го поколения Бэйдоу для оказания потребителям с любой точки планеты доступной услуги высококачественного координационно-временного и навигационного обеспечения без какой-либо платы и услуги отправки коротких сообщений с помощью сигнала со спутника и иных типов обслуживания.

В ушедшем году Бэйдоу заметно прогрессировала в сфере разработки системы, инструментов эксплуатации и расширения глобального взаимодействия.

Разработка Бэйдоу

Повышение скорости внедрения системы

С начала 2019 г. и до конца осени в целях последующего расширения международной орбитальной группировки на наклонную геосинхронную орбиту были отправлены три спутниковых единицы Бэйдоу 3-го поколения, летные характеристики одной из которых были успешно испытаны, а на средневысотную околоземную орбиту – четыре спутниковых единицы.

На последние месяцы ушедшего года планировались отправки в космос 2 оставшихся аппаратов на средневысотную орбиту для окончания процесса создания основной орбитальной группировки китайской системы навигации. Летом этого года будут отправлены в космос еще 2 геостационарных космических аппарата, что станет свидетельством завершения процесса окончательного развертывания системы Бэйдоу 3-го поколения.

Возведение наземных командно-измерительных станций

В прошлом году завершилось строительство двенадцати дополнительных наземных командно-измерительных станций (1 закладочная и 11 станций отслеживания 2 класса) для окончания отладочного тестирования совместного взаимодействия наземного и космического оборудования, показавшего бесперебойность функционирования системы в общем.

По информации на последние числа октября прошлого года 34 космических аппарата Бэйдоу эксплуатируются в обычном режиме для оказания услуг потребителям по всей планете, из которых 15 аппаратов – спутники Бэйдоу 2-го поколения, остальные – 3-го.

Улучшение качественных характеристик оказываемого обслуживания

Основные зоны покрытия

Конец весны ушедшего года ознаменовался пополнением орбитальной группировки двумя последними спутниковыми единицами Бэйдоу-2 для повышения качества функционирования системы Бэйдоу 2-го поколения в основных зонах покрытия. По мере введения аппаратов Бэйдоу-3 в работу точностные параметры сигналов B1I и B3I в зоне покрытия Бэйдоу-2 выросли почти на треть, а параметры доступности – на 5%, если сравнивать с параметрами, которые получили при работе только с сигналами спутниковых единиц Бэйдоу-2.

Покрытие всего земного шара

Сигналы B1I и B3I, до этого улавливаемые только в Азиатско-Тихоокеанском регионе, теперь покрывают всю планету. Ожидается дальнейшее улучшение точностных параметров, а также параметров доступа. Если геометрический точностный параметр пространственных координат <=6, то параметр доступа перевалил за 99% в большей части территорий планеты (в отдельных штатах Америки – свыше 97%). В международном масштабе при 95% доступе усредненный показатель погрешности координат достигает 3,6 метров в горизонтальной плоскости и 6,6 метров – в вертикальной, погрешности скоростных показателей – около 0,05 м/с, временного отклонения – в районе 9,8 нс. При этом новые сигналы космических аппаратов 3-го поколения B1C и B2a покрывают всю Землю. Параметр доступности – более 87% при условии геометрического точностного показателя пространственных координат </=6. При 95% доступе усредненный показатель погрешности определения координат достигает около 2,4 метров в горизонтальной плоскости и 4,3 метров – в вертикальной, погрешности скоростных показателей – около 0,06 м/с, временного отклонения – примерно 19,9 нс.

Предоставление дополнительных услуг

Наземная станция функционального дополнения Бэйдоу и прочих глобальных спутниковых систем навигации гарантирует доступность основного комплекта услуг. В ее состав входят 155 основных станций и примерно 2200 региональных станций на китайской территории. Оказываемая Бэйдоу услуга определения координат с высокой точностью может быть полезна в разнообразных областях, в частности, картографической, геодезической, кадастровом учете, прогнозировании землетрясений, транспортной, метеорологической, и предполагает определение координат с точностью до 1 м, 1 дм и 1 см в режиме онлайн и с миллиметровой точностью при апостериорной обработке информации.

Система функционального дополнения Бэйдоу сегодня формируется согласно требованиям Международной организации гражданской навигации для оказания высокоточных услуг в сфере навигации и гарантий целостной структуры. В прошлом году 1-й геостационарный космический аппарат с полезной нагрузкой BDSBAS был испытан в летных условиях на орбите и функционирует в обычных условиях.

Области использования   

Кроме этого, по мере ускорения внедрения системы, выполняется масштабная работа по улучшению процесса создания технических инструментов и их использования в разных отраслях. Для этих целей используется модель “BDS+”, которая способствует развитию области спутниковой навигации.

Технические возможности

Сегодня технические инструменты, которые используют Бэйдоу, с успехом эксплуатируются в ориентированной на потребительскую сферу продукции, технические возможности которой успели достичь международного уровня либо приблизились к нему. Почти завершился процесс создания мультичастотных чипов для определения координат высокой точности, а параметры запланированных к разработке моделей еще улучшатся. В последние месяцы прошлого года навигационные чипы, блоки и антенны для наземной аппаратуры пользователей Бэйдоу поставлялись на экспорт по меньшей мере в сотню государств и регионов планеты. 24 месяца назад объем производства наземного пользовательского оборудования на китайской территории достиг показателя в триста миллиардов юаней (43 миллиарда долларов). В этом случае доля наземного пользовательского оборудования с применением Бэйдоу – свыше 80%.

Задействование в промышленной отрасли

Бэйдоу активно используется в следующих отраслях:

— транспортная;

— коммуникации;

— поддержания общественной безопасности;

— сельскохозяйственная, лесничество;

— животноводческая;

— рыболовецкая;

— гидрологический контроль;

— метеорология;

— временная синхронизация;

— использования электрической энергии;

— защита и смягчение последствий катаклизмов.

Это позволяет производить достаточные количества финансовых и социальных ресурсов. Итак, к началу осени прошлого года свыше 6,47 млн единиц дорожного транспорта и 42300 единиц транспорта для транспортировки почты и срочных грузов оснастили устройствами приема Бэйдоу. также была разработана самая масштабная на планете система динамического регулирования движения на автодорогах. Все это обеспечило повышение результативности управления и достижение безопасных условий нахождения на трассах.

В сельскохозяйственной отрасли свыше 20000 аграрных комплексов техники и инструментов модернизировали беспилотными управляющими системами на основе решений Бэйдоу, что обеспечило сокращение расходов на зарплату работникам ровно на половину. В общем, к платформам контроля работы с/х оборудования и интернета вещей имеют подключение свыше 10 млн единиц сельхозтехники, а это способствует увеличению результативности управления и использования.

В отрасли защиты и смягчения последствий катаклизмов была разработана 3-уровневая платформа, которая обеспечивает 6-уровневый режим использования системы Бэйдоу посредством по меньшей мере 45000 терминалов. Технологические решения координационно-временного и навигационного обеспечения Бэйдоу высокой точности с поддержкой иных глобальных спутниковых систем навигации использовались в области отслеживания катаклизмов геологической природы. Помимо этого, они не раз помогали сделать достоверный прогноз оползней в провинции Ганьсу с точностью временных показателей до нескольких секунд и с точностью сдвига пород – до нескольких миллиметров.

Использование на потребительской сфере

Услуги определения координат и навигации посредством системы Бэйдоу применяются разными организациями в областях электронной торговли, изготовления современных терминалов сбора информации, оказания услуг на основе координат, экономики совместного использования и потребительского спроса, что позволяет сильно изменить характер потребления и жизни пользователей. Лидирующие изготовители в КНР и в иных странах встраивают имеющие совместимость с сигналом Бэйдоу чипы в собственные товары, что обеспечивает выполнение задач коммуникации и навигации.

По статистической информации рынка Китая, в начале второго полугодия прошлого года 151 имеющая лицензию модификация смартфона была оснащена навигационной функцией, при этом 110 имели поддержку Бэйдоу. Станции наземного дополнения Бэйдоу и прочих глобальных спутниковых систем навигации позволяют оказывать обслуживание координатно-временного и навигационного обеспечения, в числе которых — определение координат с точностью до см, навигация с миллиметровой точностью и отправка единых временных показателей с точностью до нм. Эти виды обслуживания могут оказываться по меньшей мере 390 млн клиентов в 220 государствах и регионах нашей планеты.

Расширение глобального взаимодействия

Двустороннее сотрудничество

Бэйдоу сохраняет двустороннее сотрудничество с иными спутниковыми комплексами навигации, что обеспечивает их сопряжение и совместное использование. Америка и КНР сформировали двусторонние рабочие группы, касающиеся сопряжения и дополняемости друг друга, систем функционального дополнения и оказания гражданского обслуживания для постоянного расширения коммуникации и обмена сведениями.

КНР и Евросоюз сформировали техническую группу по сопряжению и дополняемости друг друга систем Бэйдоу и Галилео, что обеспечивает регулирование, сотрудничество и обмен сведениями в рамках Международного союза электрической связи и диалога между КНР и Евросоюзом относительно совместной деятельности в космосе. Кроме того, начал действовать договор между властями Поднебесной и России о совместной деятельности в сфере использования глобальных спутниковых систем навигации ГЛОНАСС и Бэйдоу в невоенных целях.

В конце лета прошлого года прошло 6-е заседание китайско-российского Комитета проектов в столице Татарстана, где произошло подписание актов по согласованию итогов рекогносцировки зон возведения навигационных станций для измерений. Также на этом заседании сторонам удалось прийти к соглашению по многим другим вопросам. Помимо этого, наблюдается постепенное развитие двусторонних деловых отношений с иракскими, тунисскими, арабскими партнерами.

Многостороннее сотрудничество

Во время 62-й сессии Комитета Организации Объединенных Наций по эксплуатации космоса в невоенных целях летом прошлого года в Международном центре Вены была организована экспозиция навигационных решений Древнего Китая “От Compass к Бэйдоу”, где были презентованы результаты работ лучших умов КНР в сфере временного определения, картографии, навигации и технологических решений. В середине весны прошлого года прошел 2-й арабско-китайский Форум по совместной деятельности в области эксплуатации Бэйдоу в Тунисе, а в середине осени этого же года – Форум по совместной деятельности КНР и центральноазиатских государств в области эксплуатации Бэйдоу в населенном пункте Наньнин (Поднебесная) для развития сферы обслуживания системы в ближневосточных и центральноазиатских государствах.

Гарантии устойчивости продвижения обслуживания Бэйдоу за границей

Экспорт наземной пользовательской аппаратуры с поддержкой навигации Бэйдоу высокой точности стал причиной активного применения Бэйдоу в разных странах и отраслях: земельно-кадастровый учет, высокие технологии в сельскохозяйственной сфере, складская логистика в государствах, входящих в состав Ассоциации государств Юго-Восточной Азии, строительная отрасль в азиатских странах, временное аэропортовское обслуживание, сооружение морских платформ в южноазиатских странах, проверка электроэнергетических установок и ЛЭП в восточноевропейских странах, топографические съемки в Африке. Благодаря 3-му поколению Бэйдоу услуги улучшенных качественных характеристик смогут получить больше клиентов на расширенной территории.

Утверждение мировых стандартов Международной организации гражданской авиации для Бэйдоу

В этом году Бэйдоу должна быть включена в стандарты Международной организации гражданской авиации. Были составлены 26 стандартов международной коммуникации на основе сигнала Бэйдоу B1I, в то время как стандарты на основе сигналов B1C и B2a сегодня еще разрабатываются. Вскоре ожидается выпуск протокола итогов определения координат устройства приема Бэйдоу (NMEA 0183) и формата обмена информацией устройства приема Бэйдоу (RINEX 3.04). Технические параметры и коэффициенты поисково-спасательной полезной нагрузки на борту космических аппаратов Бэйдоу отображаются в тематической документации системы КОСПАС-САРСАТ, а создание и проверка на орбите стартовой партии поисково-спасательной полезной нагрузки для спутников Бэйдоу подошли к концу. Пилотный стандарт Бэйдоу в рамках Международной комиссии по электротехнике уже составлен и согласован, а выпуск его запланирован на начало лета этого года.

Что дальше?

В этом году Бэйдоу начала оказывать услуги в международном масштабе. Продолжат развиваться услуги глобального координационно-временного и навигационного обеспечения и услуга отправки коротких сообщений, оказываемая в регионах. Будут дорабатываться и запускаться глобальная услуга отправки коротких сообщений, глобальная поисковая и спасательная услуга, система функционального дополнения космического базирования, услуги определения координат высокой точности и прочие функции. Бэйдоу выступит в роли вклада Поднебесной в достижение глобальных целей и будет полноценно выполнять свои задачи на благо нашей планеты и землян посредством современных подходов, усовершенствованных функциональных решений и повышения качества оказываемых услуг.