Китайская BeiDou против системы мониторинга GPS

01 Апрель 2021 Техническая команда СКТ “Глобус”

В 1996 году Китай решил создать собственную альтернативу системе GPS-мониторинга, которая должна была быть завершена в течение 25 лет, чтобы установить независимое военное командование и управление, а также точное наведение и отслеживание ракет. 23 июня 2020 года Китай завершил строительство своей системы позиционирования и навигации BeiDou (BDS), запустив последний спутник для своей навигационной группировки BDS3. Благодаря этому запуску Китай теперь пользуется полностью независимой автономной глобальной навигационной спутниковой системой (GNSS) в качестве альтернативы глобальной системе позиционирования и мониторинга (GPS), поддерживаемой космическими силами США. Это хорошо для Китая, но как насчёт пользователей всего остального мира?

BDS против GPS мониторинга

Для GNSS высота и период движения спутников являются положительно коррелированными характеристиками. Спутники, находящиеся на большей высоте, находятся на большей орбите и, таким образом, имеют большее расстояние, на которое можно пройти. Так как спутники могут столкнуться, если разные системы используют орбиты с одинаковой высотой, то они сохраняют расстояние друг от друга.

льтернатива GPS-мониторингу

Поскольку космическое пространство не имеет национальной принадлежности, система мониторинга GPS, чьи спутники были отправлены первыми, имела право выбирать высоту, не опасаясь препятствий. Обычно точность увеличивается по мере того, как в систему запускается все больше спутников, но это не единственный фактор, который имеет значение. Системам с высокими орбитами требуется больше спутников, чем системам с низкими орбитами, для достижения сопоставимой точности определения местоположения.

НазваниеGPSBeiDou
Высота спутников20180 км с периодом 11,97 часа21150 км с периодом 12,63 часа
Полоса частотЗапущенная первой система GPS-мониторинга получила право использовать сравнительную ширину полос частот, разрешенную Международным союзом электросвязи (ITU). Системы GNSS, использующие одну и ту же полосу частот, могут создавать помехи для сигналов друг друга и тем самым влиять на эффективность всей системы. В последние годы компании GNSS сотрудничают, чтобы упаковать все частоты близко друг к другу, и чтобы один приемник мог принимать все эти сигналы, но не слишком близко, чтобы сигналы не мешали друг другу. Китай запустил три спутника BeiDou и начал использовать частоты только в 2009 году. Теперь многие мобильные телефоны могут иметь микросхемы, совместимые с навигационными сигналами как минимум трех GNSS, но не с BeiDou, так как она была запущена последней.
Точность определения местоположенияМобильные телефоны с поддержкой GPS-мониторинга обычно показывают точность на расстоянии 4,9 м под открытым небом. Однако использование двухчастотного увеличения, DGPS в сочетании с CPGPS устраняет источник ошибок, обеспечивая абсолютную точность на расстоянии 20-30 см.BeiDou улучшил свои характеристики после завершения третьего этапа разработки, достигнув точности 1 м для общественного использования и 1 см для зашифрованного использования в военных целях.
Количество спутниковПо состоянию на 2021 год 32 действующих спутника входит в группировку GPS.BeiDou-3 завершил свое развертывание после запуска 35-го спутника в июне 2020 года. BeiDou имеет более высокую орбиту, поэтому Китаю пришлось увеличить количество спутников для системы.

Возможна ли альтернатива GPS-мониторингу?

Успешным запуском BeiDou Китай обеспечил себе спутниковую независимость, в том числе от системы GPS-мониторинга. Однако BeiDou — это система двусторонней связи. Помимо внутреннего недостатка, заключающегося в том, что двусторонняя передача снижает точность и занимает более широкую полосу пропускания, это вызывает проблемы с безопасностью. Например, министерство науки и технологий Тайваня рекомендовало национальным оборонным ведомствам отслеживать сигналы, передаваемые BeiDou, поскольку оно может отслеживать пользователей, устанавливая вредоносное ПО на чипе с поддержкой BeiDou, и передавать информацию с помощью навигационных сигналов или функции обмена сообщениями.