Do niedawna tylko Stany Zjednoczone oraz Rosja (wcześniej ZSRR) dysponowały swoimi własnymi systemami nawigacji satelitarnej. Ostatnio do tego grona dołączyły Chiny. Co prawda ich system nie zapewnia jeszcze globalnego zasięgu, ale Państwo Środka zapowiada, że już wkrótce również ich nawigacja BeiDou osiągnie pełną zdolność operacyjną. Dodatkowo wiele wskazuje na to, że Chińczycy sfinalizują swój system szybciej niż Europejczycy (Galileo).
Historia chińskiej nawigacji satelitarnej
Idea budowy chińskiej nawigacji satelitarnej zrodziła się jeszcze w latach 80. XX wieku. Jednak realne prace nad systemem rozpoczęły się prawie 20 lat później. Pierwszy etap to powstanie eksperymentalnego systemu o nazwie Beidou-1. Składał się on z 4 satelitów geostacjonarnych.
| Nazwa | Wystrzelono |
|---|---|
| BeiDou-1A | 30.10.2000 |
| BeiDou-1B | 20.12.2000 |
| BeiDou-1C | 24.05.2003 |
| BeiDou-1D | 02.02.2007 |
Beidou-1 pokrywał swoją zasięgiem region Azji Południowo – Wschodniej. Obecnie wszystkie satelity tego systemu są wyłączone.
W 2003 roku Chiny chciały się zaangażować w budowę systemu Galileo. Proponowano nawet wsparcie finansowe w kwocie 230 milionów euro. W październiku 2004 roku Chiny oficjalnie przystąpiły do projektu. Jednak w 2008 roku Państwo Środka wycofało się z pomysłu współtworzenia europejskiej nawigacji Galileo. Oficjalnie z powodu niesatysfakcjonującej stronę chińską współpracy.
W 2007 roku rozpoczęły się prace na kolejnym systemem nawigacji satelitarnej – Beidou-2 (Compass), którego nazwę z czasem zmieniono na BeiDou. Będzie to system dysponujący docelowo globalnym zasięgiem.
Segmenty systemu BeiDou
Wszystkie obecnie funkcjonujące systemy nawigacji satelitarnej posiadają trzyczęściową budowę. Chiński system nie będzie wyjątkiem. Znajdziemy tutaj segment kosmiczny (satelity), użytkownika (odbiorniki do nawigacji) oraz kontroli (stacje nadzorujące).
Segment kosmiczny
BeiDou docelowo będzie dysponował 35 satelitami, przy czym 27 będzie znajdować się na średniej orbicie okołoziemskiej (MEA), 5 na orbicie geostacjonarnej (GEO), a 3 na orbicie geosynchronicznej (IGSO). Dla satelitów MEO i IGSO inklinacja będzie wynosić 55°. Satelity będą orbitować na wysokości 21 500 km (MEA) oraz 35 786 km (IGSO).
Pierwszy satelita nawigacji BeiDou został wystrzelony 13 kwietnia 2007 roku. Obecnie na orbicie znajdują się 23 satelity, z czego 3 są wyłączone. Chiński system ma osiągnąć pełną operacyjność w 2020 roku, chociaż nieoficjalnie mówi się, że może się to stać już w 2017 roku. Warto dodać, że już w grudniu 2011, system ten był w pełni funkcjonalny na znacznym obszarze Azji oraz w Australii.
Sygnał z satelitów będzie nadawany na następujących częstotliwościach:
- B1 (E2’): 1561,098 MHz
- B1-2 (E1’): 1589,742 MHz
- B2 (E5b): 1207,14 MHz
- B3 (E6): 1268,52 MHz
Wraz z satelitami III generacji (pierwsza została wystrzelona 30 marca 2015 roku) nastąpiła zmiana częstotliwości B1 z 1561,098 na 1575,42 MHz, czyli na taką jak częstotliwości cywilne GPS (L1) oraz Galileo (E1).
Segment kontroli
To różnego rodzaju stacje naziemne, których zadaniem jest czuwanie nad prawidłowym funkcjonowaniem systemu. Najważniejsze elementy segmentu kontroli to:
- Główna Stacja kontroli (Master Control Station) - odpowiedzialna za utrzymanie prawidłowej konstelacji satelitów. MCS analizuje także dane otrzymane ze Stacji Monitorujących i na tej podstawie generuje tzw. depeszę nawigacyjną (almanach, efemerydy, poprawki)
- Stacje Przesyłające (Upload Stations) - ich najważniejszą częścią są anteny, którymi przesyłane są dane z MCS do satelitów
- Stacje Monitorujące (Monitor Stations) - rozmieszczone w różnych miejscach na Ziemi. Ich zadaniem jest ciągły odbiór sygnału z satelitów. Zebrane dane przekazywane są do MCS
Stacje przesyłające chińskiej nawigacji Compass
Segment użytkownika
Chińska nawigacja satelitarna będzie oferować dwa poziomy dokładności: ogólnodostępną oraz szyfrowaną. Ta pierwsza umożliwi wyznaczanie pozycji z dokładnością do 10 m (50 ns dla czasu oraz 0,2 m/s dla prędkości). Z kolei sygnał szyfrowany zapewni dokładność sięgającą aż 10 cm (brak szczegółowych informacji odnośnie czasu oraz prędkości). Sygnał kodowany będzie przeznaczony dla chińskiej armii.
Obecny zasięg chińskiej nawigacji satelitarnej
W maju 2014 roku pojawiły się informacje, że również pakistańskie siły zbrojne będą korzystały z szyfrowanego sygnału nawigacji BeiDou (na mocy porozumienia z chińskim rządem).
Czymś unikatowym dla chińskiej nawigacji jest możliwość przesyłania krótkich wiadomości SMS (Short Message Service) pomiędzy użytkownikami systemu lub stacjami naziemnymi (obecnie do 120 znaków chińskich na wiadomość). Prawdopodobnie w przyszłości technologia ta zostanie rozwinięta w kierunku przesyłania dłuższych wiadomości.
Ciekawostki na temat systemu
- Po 2020 roku oprócz Beidou, pełną zdolność operacyjną osiągnie również europejski system Galileo. Jeżeli dodamy do tego w pełni funkcjonalne systemy GPS oraz GLONASS to okaże się, że odbiornik nawigacyjny będzie w stanie nawiązać łączność nawet ze 100 satelitami jednocześnie! Pozwoli to przede wszystkim na dużo szybsze wyznaczenie pozycji, zwłaszcza na obszarach miejskich oraz górzystych
- W języku chińskim słowo BeiDou odnosi się do 7 najjaśniejszych gwiazd gwiazdozbioru Wielkiej Niedźwiedzicy, czyli do tzw. Wielkiego Wozu
- Przez ostatnie 15 lat nawigacja BeiDou przyniosła chińskim firmom około 30 mld dolarów. Szacuje się, że w przez najbliższych 5 lat chińskie firmy zarobią kolejne 60 mld dolarów
Komentarze