20/12 /2013

Приоритеты 2014 : служить обществу, приносить пользу человечеству - система развивается!

Ченьгчи Рэн (Chengqi Ran),

генеральный директор китайского

Бюро спутниковой навигации

Перевод статьи Directions 2014: Serve the World, Benefit Mankind — A System Matures (GPS World, 1 декабря 2013) выполнен ЗАО « ПРИН » в 2013 году .

Придерживаясь принципов независимости, открытости, совместимости, и постепенного развития, Китай проводит поступательное развертывание своей собственной спутниковой системы глобальной навигации BeiDou (BDS), следуя запланированной трёхступенчатой стратегии развития.

К 2000 году создана демонстрационная навигационная спутниковая система BeiDou первой фазы развития. К декабрю 2012 года развернута спутниковая система региональной навигации: запущены пять геостационарных спутников (GEO), пять спутников на наклонной геосинхронной орбите (IGSO), и четыре среднеорбитальных спутника (MEO), которые образовали рабочее созвездие, и официально началось предоставление навигационных услуг для Азиатско-Тихоокеанского региона.

Ченьгчи Рэн (Chengqi Ran) является Генеральным директором китайского Бюро спутниковой навигации и Пресс-секретарём навигационной спутниковой системы Bei D ou . Он окончил университет Цинхуа со степенью магистра в области промышленного строительства, а ранее был директором Генерального департамента технологий в Проектном центре спутниковой навигации Китая.

Вклад BDS для пользователей из Китая и всего мира является общепризнанным. Система будет полнофункциональной и предоставлять услуги для пользователей по всему миру предположительно к 2020 году.

Развертывание системы

Развиваясь далее, в 2014 году будут запущены новые спутники для дополнения существующего созвездия, в то время как региональные эксплуатационные возможности будут модернизированы и расширены до международного уровня. В общей сложности, к 2020 году должно быть запущено около 40 спутников.

Текущая производительность системы

Точности определения по одночастотным наблюдениям в плане, по высоте и в пространстве достигнуты на уровне менее 10 метров, 10 метров, и 14 метров соответственно. Точность синхронизации времени - менее 50 наносекунд. Точность определения скорости - менее 0,2 метра в секунду. Точность дифференциального решения по фазе несущей составляет около 2-3 сантиметров. В течение прошлого года система BDS постоянно улучшалась и расширялась, а её эксплуатационные характеристики в некоторых регионах значительно превзошли показатели, приведённые ранее.

Содействие в применении

Использование BDS играет важную роль в Китае, особенно в области продвижения науки и техники. Китайские учёные и инженеры осознанно и с энтузиазмом восприняли появление независимой навигационной спутниковой системы и сделали большой шаг вперед в области исследований и развития навигационных спутниковых технологий, а также новых достижений в производстве навигационных микросхем, антенн, терминалов и интегрированных услуг.

В 2012 году общий объём производства промышленности китайской спутниковой навигации и услуг, связанных с определением местоположения достиг 81 млрд. юаней (что эквивалентно 13,2 млрд. долларов), что составляет 8 процентов отрасли во всём мире. В конце 2012 года число устройств BDS для гражданского использования составило 230 000 единиц, а значение общего объёма производства отрасли, связанной с BDS было близко к 4 млрд. юаней (652 млн. долларов), что составляет около 5 процентов от совокупного национального продукта.

Политика Китая, направленная на расширение применения спутниковой навигации находится на стадии разработки. Был издан среднесрочный и долгосрочный планы развития национальной спутниковой навигационной промышленности. Спутниковая навигация стала одной из новых отраслей промышленности, имеющей стратегическое значение. BDS двигает спутниковую навигацию Китая и отрасль, связанную с определением местоположения в новую эру.

Распределение видимых на орбите спутников Bei D ou .

Международное сотрудничество

Китай отстаивает и придерживается концепции « BeiDou для Китая и для всего мира» , выступая за совместимость и взаимодополняемость всех навигационных спутниковых систем, и стремится стимулировать глобальное применение навигационных спутниковых систем. Для того, чтобы пользователи могли пользоваться более надежными и достоверными сервисами спутниковой навигации, BDS присоединился к международному сообществу мониторинга и определения качества GNSS. Используя станции слежения по всему миру, международный обмен наблюдениями, проводя совместные исследования по оценке, BDS стремится предложить достоверные данные мониторинга, оценки и данные пользователям.

Для более оперативного достижения предусматриваемой зоны покрытия BDS, была инициированы кампании по применению, демонстрации и испытанию системы BeiDou. Были начаты « Тур BeiDou по Азиатско-Тихоокеанскому региону» и «Тур BeiDou по странам АСЕАН» для ускорения применения спутниковых навигационных систем во многих странах. Для популяризации спутниковых навигационных технологий, в частности, расширения её признания и применения в развивающихся странах, BDS обеспечивала академическое образование, краткосрочное обучение и тематические лекции при поддержке Международного центра GNSS по обмену и обучению.

Китай также проводит ежегодную конференцию по спутниковой навигации, активно участвует в международных мероприятиях по обмену в области спутниковой навигации и способствует научному обмену, проведению форумов высокого уровня и популяризации знаний.

Взгляд в будущее

BDS активно заинтересована в:

• создании навигационно-спутниковых систем дифференциальной коррекции в Азиатско-Тихоокеанском регионе и во всем мире, разработке более эффективного обслуживания для обеспечения дециметрового уровня точности в реальном времени и сантиметрового уровня точности в результате постобработки;
• создании сертификационно-испытательных центров качества продукции спутниковой навигации;
• ускорении разработки норм и прав интеллектуальной собственности;
• присоединению к международным организациям, таким как Международная Организация Гражданской Авиации (ICAO), Международная Морская Организация (IMO), консорциум, разрабатывающий спецификации для мобильной телефонии (3GPP);
• укреплении совместимости и взаимодействия с другими навигационными спутниковыми системами;
• содействии по применению BDS/GNSS в транспорте, энергетике, управлении, финансах, телекоммуникациях, для уменьшения опасности стихийных бедствий, оказания помощи и т.д., чтобы реализовать цели BDS по служению миру и человечеству.

BDS будет в полной мере использовать уникальные преимущества навигации, связи, и сервисов дифференциальной коррекции для улучшения собственной службы коротких сообщений (SMS), а также предоставления оперативных возможностей позиционирования и синхронизации. BDS эффективно интегрирует спутниковые и наземные системы дифференциальной коррекции и настаивает на внедрении совместимости и взаимодополняемости между различными GNSS. Это обеспечит её органичную интеграцию с мобильной связью, сервисами позиционирования, Интернетом, высокое качество, надёжную и эффективную работу для экологического и социального развития, общественной безопасности, и индивидуальных пользователей.

Современные GNSS приемники Trimble поддерживают прием сигналов спутников системы BeiDou c возможностью постобработки полученных данных и работой в режиме RTK: , - в стандартной комплектации, R8s , R9s , и - опционально. Все приемники PrinCe по умолчанию поддерживают спутники системы Beidou.

Уже в мае этого года начнутся переговоры об объединении ГЛОНАСС и китайской системы навигации BeiDou. Что этот альянс может дать для ИТ-отрасли?

Инициатива идёт от китайцев, переговоры пройдут в Харбине. Понятно, что планируется сделать глобальную единую систему мониторинга навигационных спутниковых систем. Чтобы это всё, как минимум, на ШОС работало.

Как это будет работать? В реальном времени объединённая система будет обмениваться данными о позициях группировок спутников, качестве сигнала, передавать друг другу корректирующие поправки по позиционированию. Для ГЛОНАСС это очень выгодная история. Как с точки зрения качества, так и по количеству потребителей системы.

"В случае реализации такого сценария, это позволит кратно повысить точность при использовании потребителями сразу двух глобальных навигационных спутниковых систем", - заявил представитель "Роскосмоса".

Давайте по порядку. Начнём с того, что среди всех существующих навигационных систем китайская - одна из самых молодых. Моложе только Galileo из Европы. Китай первый запуск осуществил в 2000 году, а Галилео - в 2006.

Почему вообще так важна сегодня навигационная система? С точки зрения экономики, навигационная система это неотъемлемая часть современной транспортной системы. Не только у простого потребителя, но и у бизнеса навигация играет очень и очень серьёзную роль. Все уберизированные сервисы, доставка грузов, навигация водного транспорта, воздушного. Это огромные деньги, которые просто при первом приближении так и не оценишь. Так что при выключенной системе ты, как страна, оказываешься где-то в 1940 году с точки зрения транспортной инфраструктуры.

Но с точки зрения безопасности, ровно та же история: если у тебя нет своей навигационной системы, в любой момент вся твоя военная техника оказывается в том же 1940 году, а техника противника - в 2020. Разрыв настолько существенен, что не особо, думаю, нуждается в объяснениях. А заодно всем любителям рассказывать, что GPS не отключат, можно вспомнить 2008 год, когда США вырубило систему позиционирования для российской военной техники в Грузии во время конфликта. Локально. Просто взяли и вырубили. Могут же себе позволить, чего уж там.

В итоге оказалось, что наш ГЛОНАСС явно не зря делали. Китай, кстати, тогда внимательно за этим наблюдал и сделал свои выводы. Крис кризисом, а китайцы продолжили работать над своей системой.

Если мы говорим про максимальную погрешность, которую дают в условиях работы ГЛОНАСС, GPS и BeiDou, то всё достаточно интересно. Оказывается, а это открытые, кстати, данные, что наша система - самая точная в мировой истории. Китайцы - погрешность 10 метров, GPS - 5 метров, а ГЛОНАСС - около 2,5 метров. Для гражданского, конечно, применения. Это к вопросу о том, что некоторые думают, что мы криворукие, создать ничего современного не способны. Так что вполне можем, когда захотим.

Следующий аспект. Глобальных систем, которые одинаково хорошо работают по всему глобусу, сегодня две: те же GPS и ГЛОНАСС. Китайская система может стать глобальной только через 2 года, а в реальности ещё лет 5. Галилео из Европы - примерно в те же сроки. И то, если Великобритания не захочет вернуть вложенные 1,5 млрд евро в проект. А обсуждения такие в Британии уже идут, что нужно сделать свою систему, независимую.

"Мы рассматриваем ряд вариантов, но если наши партнёры в ЕС откажутся, мы выйдем из проекта. Также мы рассматриваем возможность запуска собственной системы", - заявил изданию Financial Times источник в правительстве Великобритании.

Brexit же. Вот и придётся или интегрироваться обратно и делиться своими технологиями, или лепить своё. А ведь ЕС не хочет, чтобы военная часть программы Galileo передавалась не члену Евросоюза. Весь, кстати, бюджет Галилео оценен в 10 млрд евро.

Чувствуете, к чему всё идёт? С одной стороны к размежеванию, когда каждая страна пытается создать свою навигационную систему. Хотя бы региональную. Для примера: Индия 2 года назад "допилила" NavIC с семью спутниками. А Япония создала региональную систему позиционирования QZSS (Quazi-Zenith Satellite System, "Квази-зенитная спутниковая система"), предназначенную для обслуживания в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

С другой стороны, грядёт интеграция региональных и глобальных систем. Это выгодно всем, кроме США, которые одно время были монополистами в глобальном позиционировании. Представьте, что Китай с помощью нас получает беспрецедентную точность позиционирования на своей территории, прекрасную глобально (а это как раз те же морские суда, например). А мы получаем кратный рост потребителей системы и на полученные средства развиваем технологию дальше. Выгодно? Не то слово!

Только вот США просто так это не оставят. Мимо же их кармана всё пойдёт. Поэтому и организовывали первые годы работы ГЛОНАССа информационные атаки, издевались как могли над тем, что первые военные образцы чипов были больше тех, что в GPS, но китайцы с нашей помощью быстро понаделали чипов двойного назначения. А сейчас производят тройного. В тех же телефонах, например. Там поддерживается три навигационные системы. Так что не беспокойтесь, дорогу осилит идущий. Идущий на орбиту спутник.

Лекция по анатомии мобильных устройст в. Навигация (GPS, ГЛОНАСС и др.) в смартфонах и планшетах. Источники ошибок. Методы тестирования.

Еще совсем недавно в торговых сетях можно было купить устройства под названием "Навигаторы". Главная функция этих устройств полностью соответствовала их названию, и выполняли они её, как правило, хорошо.

В то время в мире практически единственной нормально работающей системой навигации была американская GPS (Global Positioning System), и её хватало на все потребности. Собственно, слова "навигация" (навигатор) и GPS были в то время синонимами.

Всё изменилось, когда производители КПК (карманных компьютеров), а затем смартфонов и планшетов, стали встраивать в свои устройства поддержку навигации. Физически она реализовывалась в виде встроенных приемников навигационных сигналов. Иногда поддержку навигации можно было найти даже в кнопочных телефонах.

С этого момента всё изменилось. Навигаторы, как отдельные устройства, почти исчезли и из производства, и из продажи. Потребители в массовом порядке перешли на использование смартфонов и планшетов в качестве навигаторов.
Тем временем были успешно запущены в эксплуатацию еще две системы навигации - российская ГЛОНАСС и китайская Beidou (Бэйдоу, BDS).

Но это не значит, что в качестве навигации что-то стало лучше. Функция навигации в этих устройствах (смартфонах и планшетах) стала уже не основной, а одной из многих.

В результате многие пользователи стали замечать, что для целей навигации не все смартфоны "одинаково полезны".

Вот здесь мы и подходим к проблеме определения источников ошибок в навигации, включая вопрос и о роли недобросовестности производителей устройств в этом вопросе. Печально, но факт.

Но прежде чем винить производителей во всех грехах, разберемся сначала с источниками ошибок в навигации. Ибо производители, как мы выясним далее, виноваты не во всех грехах, а только в половине. :)

Ошибки в навигации можно разделить на два основных класса: вызванные внешними относительно устройства навигации причинами, и внутренними.

Начнем с внешних причин . Они возникают, в основном, из-за неравномерности атмосферы и естественной технической погрешности средств измерений.

Их примерный вклад таков:

Преломление сигнала в ионосфере ± 5 метров;
- Колебания орбиты спутника ± 2.5 метра;
- Ошибка часов спутника ± 2 метра;
- Неравномерность тропосферы ± 0.5 метра;
- Влияние отражений от предметов ± 1 метр;
- Погрешности измерения в приемнике ± 1 метр.

Эти погрешности имеют случайный знак и направление, поэтому итоговая погрешность рассчитывается в соответствии с теорией вероятностей как корень из суммы квадратов и составляет 6.12 метра. Это не значит, что погрешность всегда будет такой. Она зависит от количества видимых спутников, их взаимного расположения, а наиболее всего - от уровня отражений от окружающих предметов и влияния препятствий на ослабление сигналов спутников. В результате погрешность может быть как выше, так и ниже приведенной "усредненной" величины.

Ослабление сигналов от спутников может наступать, например, в следующих случаях:
- при нахождении внутри помещения;
- при нахождении между близко расположенными высокими объектами (между высотными зданиями, в узком горном ущелье и т.п.);
- при нахождении в лесу. Как показывает опыт, плотный высокий лес может значительно затруднять навигацию.

Эти проблемы связаны с тем, что высокочастотные радиосигналы распространяются подобно свету – то есть только в пределах прямой видимости.

Иногда навигация, пусть и с ошибками, может работать и на отраженных от препятствий сигналах; но при многократном переотражении они становятся настолько слабыми, что навигация с ними работать перестает.

Теперь переходим к "внутренним" причинам ошибок в навигации; т.е. которые создаются самим смартфоном или планшетом.

Собственно, проблем здесь только две. Во-первых, слабая чувствительность навигационного приемника (или проблемы с антенной); во-вторых, «кривой» софт смартфона или планшета.

Перед рассмотрением конкретных примеров поговорим о способах проверки качества навигации.

Методы тестирования навигации .

1. Тестирование навигации в «статике» (при неподвижном положении смартфона/планшета).

Такая проверка позволяет определить следующие параметры:
- скорость первоначального определения координат при «холодном старте» (засекается по часам);
- список навигационных систем, с которыми работает данный смартфон/планшет (GPS, ГЛОНАСС и т.д.);
- расчетную точность определения координат;
- скорость определения координат при «горячем старте».

Эти параметры можно определить как с помощью обычных навигационных программ, так и с помощью специальных тестовых программ (что удобнее).

Правила тестирования в «статике» очень просты: тестирование должно делаться на открытом пространстве (широкая улица, площадь, поле и т.п.) и при отключенном интернете . При нарушении последнего требования время «холодного старта» может значительно ускориться за счет прямого скачивания орбит спутников из интернета (A-GPS, assisted GPS) вместо их определения по сигналам с самих спутников; но уже будет «не честно», поскольку это уже не будет чистая работа самой системы навигации.

Рассмотрим пример работы программы тестирования навигации AndroiTS (существуют и аналоги):

(кликнуть для увеличения)

На только что представленной картинке видно, что смартфон работает с тремя навигационными системами: американской GPS, российской ГЛОНАСС и китайскойBeidou (BDS ).

В нижней части скриншота видны успешно определенные координаты текущего места. Величина одного градуса по широте – примерно 100 км, соответственно, цена единицы младшего разряда – 10 см.

Величина одного градуса по долготе – разная для разного географического положения. На экваторе она тоже составляет около 100 км, а вблизи полюсов уменьшается до 0 (у полюсов меридианы сближаются).

Справа от колонки с обозначением государственной принадлежности спутников идет колонка с номерами спутников. Эти номера к ним жестко привязаны и не меняются.

Далее идут колонки с цветными столбиками. Величина столбиков означает уровень сигнала, а цвет - их использование системой навигации или не использование. Неиспользуемые спутники обозначены серыми столбиками. Цвет используемых зависит от их уровня сигнала.

Следующая колонка - это тоже уровень сигнала от навигационных спутников, но уже в цифрах ("условных единицах").

Затем идет колонка с зелеными галочками и красными прочерками - это повтор информации о том, используется спутник или нет.

В верхней строке словом "ON" обозначен статус состояния навигации; в данном случае это означает, что в настройках смартфона разрешено определение координат и они определены. Если же там указан статус "WAIT" , то определение координат разрешено, но необходимое количество спутников еще не найдено. Статус "OFF" означает, что в настройках смартфона определение координат запрещено.

Затем кружочком с концентрическими окружностями и цифрой 5 обозначена расчетная точность определения координат в данный момент - 5 м. Эта величина рассчитывается, исходя из количества и "качества" используемых спутников и предполагает, что обработка данных от спутников в смартфоне делается без ошибок; но, как увидим далее, это не всегда так.

По мере движения спутников все эти данные должны меняться, но координаты (в нижней строке) должны меняться незначительно.

К сожалению, данное приложение не показывает время, затраченное на первоначальное определение координат ("холодный старт"), да и другие подобные приложения - тоже. Это время надо "засекать" вручную. Если время «холодного старта» составило менее минуты, то это – отличный результат; до 5 минут – хороший; до 15 минут – средний; более 15 минут – плохой.

Для определения скорости «горячего старта» достаточно выйти из программы тестирования и через несколько минут снова зайти. Как правило, за время запуска тестовой программы она успевает определить координаты и сразу же предъявляет их пользователю. Если же задержка с предъявлением координат при «горячем старте» превышает 10 секунд, то это уже подозрительно долго.

Эффект быстрого определения координат при «горячем старте» связан с тем, что система навигации запоминает последние вычисленные орбиты спутников и ей не надо заново их определять.

Итак, с тестированием навигации в «статике» разобрались.

Переходим ко 2-ому пункту тестирования навигации - в движении.

Главное предназначение навигации – привести нас в правильное место в процессе движения, и без проверки в движении тест был бы неполным.

В процессе движения с точки зрения навигации существуют три типа местности: открытая местность, городская застройка и лес.

Открытая местность – это идеальные условия навигации, здесь проблем нет (разве только у совсем "отстойных" устройств).

Городская застройка в большинстве случаев характеризуется наличием высокого уровня отражений и небольшим снижением уровня сигнала.

Лес «работает» наоборот – существенное ослабление сигнала и небольшой уровень отражений.

Для начала посмотрим на образец почти "идеального" трека:

На картинке изображены два трека: туда/обратно (так будет и далее почти на всех картинках). Такие картинки позволяют сделать достоверный вывод о качестве навигации, так как можно сличить два почти одинаковых трека между собой и с дорогой. На этой картинке всё хорошо – колебания трека находятся в пределах естественной погрешности. В верхней части адекватно прорисован проезд по разные стороны кольцевого перекрестка. В некоторых местах заметно расхождение между треками, вызванное, вероятно, отражениями сигнала от водной поверхности и от металлических конструкций моста через реку. А в некоторых - почти идеальное совпадение.

Теперь разберем несколько типовых случаев "проблемных" треков.

Посмотрим на трек GPS смартфона, на который повлияло снижения уровня сигнала в высоком лесу:

Расхождение треков друг с другом и с дорогой заметное, но далеко не катастрофическое. В данном случае точность навигации в смартфоне снизилась в пределах "естественной убыли" для таких условий. Такой смартфон надо признать подходящим для навигационных целей.

В правой части скриншота хорошо заметны расхождения треков между собой и дорогой. Такие расхождения в условиях подобной "колодцеобразной" застройки почти неизбежны, и в данном случае никак не свидетельствуют против тестируемого смартфона.

Теоретически, чем больше систем навигации поддерживает смартфон (планшет), тем больше спутников он использует для навигации и тем меньше должна быть ошибка.
Практически же это не всегда так. Довольно часто из-за "кривого" софта смартфон не может правильно состыковать данные от разных систем и в результате возникают аномальные ошибки. Рассмотрим несколько примеров.

Возьмем, например, такой трек:

На только что приведенном скриншоте виден иглообразный выброс, который не мог быть следствием каких-то помех: путь проходил через малоэтажную застройку без густых лесопарковых насаждений. Данный выброс целиком на совести "кривого" софта.

Но это были еще "цветочки". Бывают смартфоны, где аномальные ошибки навигации - это уже не "цветочки", а "ягодки":

При записи данного трека аномальные ошибки "кривого" софта соединились с ослаблением сигналов в высоком лесу. В результате получился трек, по которому просто невозможно догадаться, что путь туда и обратно был пройден по одной и той же тропинке трезвым человеком. :)
А густой пучок линий в верхней части - это "путь" неподвижно лежащего смартфона во время привала. :)

Есть еще один вид аномальных ошибок, связанный с паузой в потоке данных, поступающих от навигационного приемника к вычислительной части смартфона:

На этой картинке видно, что часть пути (примерно 300 м) прошла по прямой линии, притом частично прямо по воде. :)

В данном случае смартфон просто соединил прямой линией точки пропажи и появления потока координат. Их пропажа могла быть связана как с уменьшением количества видимых спутников ниже критического числа, так и с "кривым" софтом и даже аппаратными проблемами (хотя последнее и маловероятно).

В случае же полного пропадания сигналов от спутников, навигационные программы обычно не соединяют прямыми линиями точки пропажи и появления, а оставляют просто "пустое место" (получается разрыв в треке):

На этой картинке виден разрыв трека в том месте, где часть пути прошла по подземному переходу с полным пропаданием видимости всех спутников.

После изучения причин и характерных ошибок навигации, пора перейти к выводам .

Наилучшая навигация, как и следовало ожидать, бывает у смартфонов и планшетов "высоких" брендов. С ними проблемы в виде аномальных ошибок пока что не обнаруживались. И, разумеется, чем больше систем навигации поддерживает устройство, тем лучше. Правда, поддержка китайской Beidou пока имеет смысл при использовании устройства в регионах и странах, расположенных недалеко от Поднебесной. Китайская система навигации не глобальная, а "местная" (на данный момент). Так что поддержки GPS и ГЛОНАСС будет вполне достаточно.

Если же смартфон или планшет имеют не слишком "именитое" происхождение, то проблемы с навигацией могут быть, а могут и не быть. Перед его боевым применением рекомендуется его протестировать как в статике, так и в движении в различном окружении, чтобы впоследствии он не преподнес какой-либо неприятный сюрприз. В большинстве случаев мобильные устройства с поддержкой одной только GPS приносят меньше проблем, хотя и точность у них ниже, чем у многосистемных.

К сожалению, при выборе смартфона (планшета) с хорошей навигацией ориентироваться по обзорам устройств в интернете довольно сложно. Подавляющее число IT- порталов игнорируют проверку навигации в движении и в сложных условиях. Такую проверку делают только на данном портале () и еще буквально на паре других.

В заключение надо сказать, что навигационными средствами сейчас оборудуются не только смартфоны и планшеты, но и многие другие устройства. Они устанавливаются, например, в фотоаппаратах, видеокамерах, GPS- трекерах, автомобильных видеорегистраторах, смарт-часах, некоторых специализированных типах устройств, и даже в электронной системе налогообложения водителей российских большегрузов "Платон".

Ваш Доктор .
20.01.2017

Все чаще в характеристиках коммуникационных возможностей смартфонов можно встретить в графе «навигация» упоминание про BeiDou или BDS. Поэтому у непосвященных пользователей возникает вопрос, что именно представляет собой данная функция и какие возможности она предоставляет владельцу аппарата. Также многим интересно, в каких устройствах имеется Бэйдоу, работает ли данная функция в Европе и как ею воспользоваться.

Beidou (Бэйдоу) – это китайская комбинированная навигационная система. Начало ввода в эксплуатацию состоялось в 2000 году. Названа она в четь китайского имени созвездия Большой Медведицы. Система призвана стать конкурентом для американской GPS и российской ГЛОНАСС. Как и соперники, это – комплекс двойного назначения, предназначенный в первую очередь для вооруженных сил, но также доступный гражданским пользователям. В настоящее время (начало 2017 года) система еще не носит глобального масштаба, так как не покрывает всей земной поверхности. Этой цели китайцы планируют достичь в 2020 году.

Система навигации Beidou состоит из космической и наземной частей. Первую представляет группировка спутников, расположенных на геостационарных и средних околоземных орбитах. Наземный комплекс состоит из сети базовых станций, также осуществляющих определение местоположения, ускоряющих работу и повышающих точность навигации. Наземные станции на данный момент располагаются в основном на территории Китая и некоторых азиатских стран, являющихся его союзниками или партнерами. А вот спутниковая группировка частично доступна и в Европе.

Как и в GPS или ГЛОНАСС, в Beidou навигация осуществляется путем измерения длительности прохождения радиосигнала от передатчика (спутника или наземной базы) – к приемнику (навигатору или смартфону). Так как скорость распространения радиоволн фиксирована (она равна скорости света), зная координаты хотя бы 3 источников сигналов и время прохождения этих сигналов, Бэйдоу определяет местоположение смартфона. Точность позиционирования в идеале составляет менее 1 метра.

На самом деле работа навигационной системы достаточно сложна, но для небольших умов, вроде моего, американский парень в видео ниже достаточно доходчиво объясняет принцип.

Но вернемся к Beidou.

Работает ли Beidou в Европе

Так как пока что покрытие Beidou не имеет глобальных масштабов, возникает вопрос, работает ли эта система на территории европейского континента. Ответ на него лишь частично положительный. В 2015 году китайцы открыли первую наземную станцию в ЕС, расположенную в Бельгии. Благодаря ей использование навигации Beidou становится условно возможным. Однако с учетом того, что одной базовой станции мало, а спутники на средней околоземной орбите находятся над Европой не круглые сутки – для высокоточного позиционирования этого может быть недостаточно.

Несмотря на ограниченную функциональность, толк от Beidou есть. На территории европейской части России, а также в Украине, Беларуси, странах Балтии сигнал от 2-3 китайских спутников можно наблюдать практически постоянно.

В каких смартфонах поддерживается BeiDou и как ею пользоваться

В силу общих принципов работы всех спутниковых систем навигации, производители клиентского оборудования (приемников) теоретически могут обеспечить их одновременную поддержку. На практике все (те же Qualcomm) зачастую так и поступают, но наличие аппаратной поддержки не всегда означает поддержку на программном уровне.

Китайские производители обычно включают ее в смартфонах, наряду с GPS и ГЛОНАСС (кроме устройств, чипсет которых физически не способен принимать сигналы BDS). А вот другие компании могут разграничивать смартфоны по рынкам. Например, устройство для Китая поддерживает только GPS и Beidou, а версия для постсоветского рынка – GPS и ГЛОНАСС. Проверить, работает ли ваш смартфон с китайскими спутниками, можно в программе AndroiTS GPS Test, выбрав вкладку со списком сателлитов. Принадлежность спутника к системе обозначается флажком ее страны, соответственно красные – это Beidou.

Если смартфон поддерживает Beidou – для ее использования не нужно предпринимать никаких дополнительных действий. Достаточно включить навигацию и запустить соответствующую программу. При необходимости китайские спутники будут использоваться для повышения точности и скорости позиционирования, параллельно с американскими и российскими.

1. 2000-2003: Экспериментальная система Бэйдоу из трёх спутников.
2. к 2012 году: Региональная система для покрытия территории Китая и прилегающих территорий.
3. к 2020 году: Глобальная навигационная система.

Бэйдоу-1

Первый спутник, «Бэйдоу-1А», был запущен 30 октября 2000 года. Второй, «Бэйдоу-1B», - 20 декабря 2000. Третий спутник, «Бэйдоу-1C», отправлен на орбиту 25 мая 2003 . Система считалась введённой в эксплуатацию с успешного запуска третьего спутника.

2 ноября 2006 Китай заявил, что с 2008 года Бэйдоу будет предлагать открытые услуги с точностью определения местоположения 10 метров . Частота системы «Бэйдоу»: 2491,75 МГц.

27 февраля 2007 года был также запущен четвёртый спутник в рамках «Бэйдоу-1», называемый иногда «Бэйдоу-1D», а иногда - «Бэйдоу-2А». Он выполнял функции подстраховки, на случай выхода из строя одного из запущенных ранее спутников . Сообщалось, что у спутника были неполадки в системе управления, но впоследствии они были устранены .

Бэйдоу-2

В апреле 2007 успешно выведен на орбиту первый спутник группировки «Бэйдоу-2», названый «Компас-M1». Данный спутник является настроечным для частот Бэйдоу-2. Второй спутник, «Компас-G2», запущен 15 апреля 2009 . Третий («Компас-G1») запущен на орбиту носителем Чанчжэн-3C 17 января 2010 . Четвёртый спутник запущен 2 июня 2010 . Носитель Чанчжэн-3A вывел четвёртый спутник со спутниковой площадки в Сичане 1 августа 2010 года .

24 февраля 2011 было развернуто 6 действующих спутников, 4 из них видны в Москве: COMPASS-G3, COMPASS-IGSO1, COMPASS-IGSO2 и COMPASS-M1.

По некоторым источникам, в начале 2011 года Госсовет КНР пересмотрел архитектуру системы и внёс корректировки в план запусков КА. Было принято решение завершить формирование орбитальной группировки для обслуживания регионального потребителя к началу 2013 года. Согласно откорректированному графику, группировка системы Compass/Beidou к началу 2013 году будет включать в себя 14 космических аппаратов, в том числе: 5 спутников на геостационарной орбите (58,5° в.д, 80° в.д., 110,5° в.д., 140° в.д., 160° в.д.); 5 спутников на наклонной геосинхронной орбите (высота 36000 км, наклонение 55°, 118° в.д.); 4 спутника на средней околоземной орбите (высота 21500 км, наклонение 55°).

27 декабря 2011 года «Бэйдоу» была запущена в тестовом режиме, охватывая территорию Китая и сопредельных районов.

27 декабря 2012 года система была запущена в коммерческую эксплуатацию как региональная система позиционирования, при этом спутниковая группировка составляла 16 спутников.

8 мая 2014 года система прошла экспертную проверку, в ходе которой было установлено, что в районе города Тяньцзинь точность составляет менее 1 метра благодаря новой построенной наземной станции корректировки. .

Бэйдоу-3

Планируется развертывание глобальной навигационной системы в составе 35 космических аппаратов к 2020 году (по другим источникам - 36 КА, по третьим - 37 КА), в числе которых: 5 спутников на геостационарной орбите ; 3 спутника на наклонной геосинхронной орбите ; 27 спутников на средней околоземной орбите; несколько дополнительных спутников возможно составят орбитальный резерв .

5 геостационарных спутников (Beidou-3G ) будут располагаться на орбитальных позициях 58,5°, 80°, 110,5°, 140° и 160° восточной долготы и будут запускаться по мере окончания срока службы уже действующих аппаратов второго поколения. Спутники созданы на базе китайской космической платформы DFH-3B, их стартовая масса составит около 4600 кг .

3 спутника (Beidou-3I ), которые будут располагаться на геосинхронной орбите с наклонением 55°, созданы на основе той же платформы, с более низкой мощностью и меньшим весом - около 4200 кг .

27 спутников (Beidou-3М ) для размещения на средней околоземной орбите (высота около 21500 км, наклонение 55°) выполнены на базе новой, более компактной, космической платформы с использованием некоторых деталей проверенной платформы DFH-3B. Размеры спутника в сложенном состоянии составят 2,25 × 1 × 1,22 м, стартовая масса - 1014 кг. После завершения вывода всех спутников в космос, они будут размещаться на 3 орбитальных плоскостях по 9 аппаратов в каждой. Могут быть выведены на орбиту по одиночке с помощью ракеты-носителя Чанчжэн-3C и верхней ступени YZ-1 ; по 2 спутника с помощью ракеты-носителя Чанчжэн-3B и верхней ступени YZ-1; а также по 4 спутника за раз с помощью будущих ракеты-носителя Чанчжэн-5 и верхней ступени YZ-2 .

В 2015 году были запущены первые спутники нового поколения: 2 на среднюю околоземную орбиту (BDS M1-S и BDS M2-S ) и 2 на наклонную геосинхронную (BDS I1-S и BDS I2-S ).