системf мониторинга GPS

Китайська BeiDou проти системи моніторингу GPS

01 Квітень 2021 Технічна команда СКТ “Глобус”

У 1996 році Китай вирішив створити власну альтернативу системі GPS-моніторингу, яка повинна була бути завершена протягом 25 років, щоб встановити незалежне військове командування й управління, а також точне наведення і відстеження ракет. 23 червня 2020 року Китай завершив будівництво своєї системи позиціонування та навігації BeiDou (BDS), запустивши 55-й, останній супутник для свого навігаційного угруповання BDS3. Завдяки цьому запуску Китай тепер користується повністю незалежною автономною глобальною навігаційною супутниковою системою (GNSS) в якості альтернативи глобальній системі позиціонування і моніторингу (GPS), що підтримується космічними силами США. Це добре для Китаю, але як щодо користувачів решти світу?

BDS проти GPS моніторингу

Для GNSS висота і період руху супутників є позитивно корельованими характеристиками. Супутники, що знаходяться на більшій висоті, знаходяться на більшій орбіті і, таким чином, мають більшу відстань, на яку можна пройти. Так як супутники можуть зіткнутися, якщо різні системи використовують орбіти з однаковою висотою, то вони зберігають відстань один від одного.

льтернатива GPS-мониторингу

Оскільки космічний простір не має національної приналежності, система моніторингу GPS, чиї супутники були відправлені першими, мала право вибирати висоту, не боячись перешкод. Зазвичай точність збільшується за мірою того, як у систему запускається все більше супутників, але це не єдиний фактор, який має значення. Системам із високими орбітами потрібно більше супутників, ніж системам з низькими орбітами, для досягнення порівнянної точності визначення місцезнаходження. 

НазваGPSBeiDou
Висота супутників20180 км із періодом 11,97 години21150 км з періодом 12,63 години
Смуга частотЗапущена першою система GPS-моніторингу отримала право використовувати порівняльну ширину смуг частот, дозволену Міжнародним союзом електрозв’язку (ITU). Системи GNSS, що використовують одну і ту ж смугу частот, можуть створювати перешкоди для сигналів один одного і тим самим впливати на ефективність всієї системи. В останні роки компанії GNSS співпрацюють, щоб упакувати все частоти близько один до одного, і щоб один приймач міг приймати всі ці сигнали, але не дуже близько, щоб сигнали не заважали один одному.Китай запустив три супутника BeiDou і почав використовувати частоти тільки в 2009 році. Тепер багато мобільних телефонів можуть мати мікросхеми, сумісні з навігаційними сигналами як мінімум трьох GNSS, але не з BeiDou, так як вона була запущена останньою.
Точність визначення місцезнаходженняМобільні телефони з підтримкою GPS-моніторингу зазвичай показують точність на відстані 4,9 м під відкритим небом. Однак використання двочастотного збільшення, DGPS у поєднанні з CPGPS усуває джерело помилок, забезпечуючи абсолютну точність на відстані 20-30 см.BeiDou поліпшив свої характеристики після завершення третього етапу розробки, досягнувши точності 1 м для громадського використання та 1 см для зашифрованого використання у військових цілях.
Кількість супутниківСтаном на 2021 рік 32 діючих супутника входить до угрупування GPS.BeiDou-3 завершив своє розгортання після запуску 35-го супутника в червні 2020 року. BeiDou має більш високу орбіту, тому Китаю довелось збільшити кількість супутників для системи.

Чи можлива альтернатива GPS-моніторингу?

Успішним запуском BeiDou Китай забезпечив собі супутникову незалежність, у тому числі від системи GPS-моніторингу. Однак BeiDou — це система двостороннього зв’язку. Крім внутрішнього недоліку, що полягає в тому, що двостороння передача знижує точність і займає ширшу смугу пропускання, це викликає проблеми з безпекою. Наприклад, міністерство науки і технологій Тайваню рекомендувало національним оборонним відомствам відстежувати сигнали, що передаються BeiDou, оскільки воно може відстежувати користувачів, встановлюючи шкідливе ПО на чіпі з підтримкою BeiDou, і передавати інформацію за допомогою навігаційних сигналів або функції обміну повідомленнями.