BeiDou-Satellitennavigationssystem (kurz das BeiDou-System) ist ein globales Satellitennavigationssystem, das von China unabhängig eingerichtet und betrieben wird, um den Anforderungen der nationalen Sicherheit und dem Wachstum von Wirtschaft und Gesellschaft gerecht zu werden. Es fungiert auch als wichtige nationale Raum-Zeit-Infrastruktur, die Allwetterbedingungen gewährleistet, aller Zeiten, hochpräzise Ortung, Navigations- und Zeitmessdienste für Benutzer auf der ganzen Welt.
Dieser Artikel gibt Ihnen einen umfassenden Überblick über das BeiDou-Satellitennavigationssystem.
Das BeiDou-Satellitennavigationssystem bezieht sich auf das weltweite Satellitennavigationssystem, das von China untersucht und erfunden wurde. Es ist auch das dritte gut entwickelte Satellitennavigationssystem nach der Geburt von Geographisches Positionierungs System sowie GLONASS. Das BeiDou-Satellitennavigationssystem, Globales Ortungssystem aus den Vereinigten Staaten, GLONASS aus Russland sowie GALILEO aus der Europäischen Union sind qualifizierte Lieferanten, die von den Vereinten Nationen für Satellitennavigation anerkannt wurden.
Allgemein gesagt, Ein Navigationssystem enthält eine Sammlung grundlegender Funktionen, einschließlich „Orten“, „Zielauswahl“, „Routenberechnung“ und „Routenführung“. Was ist mehr, Das System unterstützt die Farbkartenanzeige in seiner leistungsstärkeren Serie. Für alle diese Funktionen ist eine digitale Karte des Straßennetzes erforderlich, die oft auf einer CD-ROM gespeichert ist.
Das BeiDou-Satellitennavigationssystem besteht aus drei Komponenten, die den Weltraum abdecken, der Boden und die Benutzer. Der Teil des Weltraums besteht zu einem bestimmten Teil aus dem geostationären Satelliten, der geneigte geosynchrone Orbitalsatellit und der mittelkreisförmige Erdorbitalsatellit. Der Geländeabschnitt umfasst zahlreiche Bodenstationen, darunter Hauptkontrollstationen, Zeitsynchronization & Injektionsstationen und überwachte Stationen, sowie intersatellitengebundene Operationen und verwaltete Einrichtungen. Der Benutzerteil besteht aus Grundelementen wie einem Chip, ein Modul und Antennen des BeiDou-Systems, das mit anderen Satellitennavigationssystemen kompatibel ist, und Endgegenstände, das angewandte System und die angewandten Dienste.
Derzeit, Das BeiDou-System läuft reibungslos, und die Serviceleistung des BeiDou-Systems wurde weltweit bewertet und getestet. Die Leistung deckt Bereiche wie die globale Ortungsgenauigkeit ab, die besser als zehn Meter ist, Die Präzision der Geschwindigkeitsmessung ist besser als 0.2 Meter pro Sekunde, Timing-Präzision ist besser als 20 Nanosekunden sowie Dienstverfügbarkeit sind besser als 99%. Die Leistung der Region Asien-Pazifik hat sich sogar noch weiter verbessert.
3. Die kurze Einführung des BeiDou-1, Beidou-2 sowie der BeiDou-3
Das BeiDou-Navigationssatellitensystem
Es handelt sich um ein von China unabhängig eingerichtetes Navigations-, Ortungs- und Kommunikationssystem, Das BeiDou-Navigationssatellitensystem stellt die erste Generation eines regionalen und dreidimensionalen Satellitensystems mit einer Quellenverfolgungsfunktion dar. Das System besteht aus 23 Erdsynchronisierte Satelliten, eine zentrale Leitstelle, mehrere Zielkalibrierungsstationen und viele Benutzereinheiten. Mit der Integration der Vorteile der traditionellen astronomischen Navigation und Ortung sowie der bodengestützten Funknavigation und Ortung, Das System erstellt eine Funknavigationsstation, die derjenigen im Weltraum entspricht.
Das System kann eine bidirektionale Nachrichtenkommunikation durchführen, und die Kommunikationsdaten bestehen hauptsächlich aus zwei Arten: Chinesische Schriftzeichen und Codes. Es ist in der Lage, den geografischen Breitengrad zu ermitteln, Längengrad und Höhe für Benutzer zu jeder Zeit und an jedem Ort, hauptsächlich Navigation anbieten, orten, sowie Timing für die öffentliche Sicherheit, Autobahnverkehr, Eisenbahntransport und Schiffsbetrieb im Gebiet, Hoheitsgewässer und angrenzende Gebiete Chinas. Was ist mehr, Es werden auch Kurznachrichten-Kommunikationsdienste zwischen Benutzern sowie zwischen Benutzern und der zentralen Kontrollstation bereitgestellt.
Die BeiDou-2-Navigationsortung SSatellitensystem
Das Navigations-Ortungssatellitensystem BeiDou-2(BD2 oder BeiDou-2) ist ein globales Satellitennavigationssystem, das von China unabhängig erforscht und entwickelt wurde. Der BeiDou-2 ist nicht einfach eine erweiterte Version des BeiDou-1. Stattdessen, Es handelte sich um eine optimierte Version, die auf den Nachteilen des BeiDou-1 basierte, Bereitstellung globaler Navigations-Ortungsdienste für alle Gebiete, einschließlich des Landes, Meer und Luft. Es verfügt über ähnliche Funktionen wie GPS in den USA und das Satellitennavigationssystem Galileo aus der Europäischen Union. Im April 30, 2012, China hat im Xichang Satellite Launch Center erfolgreich „eine Rakete und zwei Satelliten“ gestartet. Der zwölfte und dreizehnte Satellit des BeiDou-Navigationssystems wurde mit einer Trägerrakete vom Typ „Langer Marsch 3B“ erfolgreich in die geplante Transferumlaufbahn gebracht.
Die dritte Generation des BeiDou Navigation Locating SSatellitensystem
Das globale Satellitennavigationssystem BeiDou-3 (kurz das BeiDou-3-System) besteht aus 24 Satelliten mit mittlerer kreisförmiger Erdumlaufbahn, drei Satelliten mit geostationärer Umlaufbahn und drei Satelliten mit geneigter geosynchroner Umlaufbahn, insgesamt 30 Satelliten.
Das Satellitennavigationssystem BeiDou-3 unterstützt zwei Arten von Diensten, Dies wird als offener Dienst und autorisierter Dienst bezeichnet. Der geöffnete Dienst fungiert als Unterstützung für die freie Ortung, Geschwindigkeitsmessung sowie Zeitdienste im Servicebereich mit einer Ortungsgenauigkeit von zehn Metern, Timing-Präzision von 50 Nanosekunden und Geschwindigkeitsmessgenauigkeit von 0.2 Meter pro Sekunde. Der autorisierte Dienst bietet eine sicherere Ortung, Geschwindigkeitserkennung, Zeit- und Kommunikationsdienste sowie systematische umfassende Informationen für den autorisierten Benutzer.
4. TDie Anwendungsfälle des BeiDou-Systems
Intelligentes Fahren
Durch den Einsatz des 5G plus BeiDou-Ortungssystems mit hoher Präzision, Ein Benutzer muss keine eigenen Basiskalibrierungsstationen einrichten. Der Benutzer kann die nationalen Ortungsdienste mit nur einem Konto oder einem SDK mit hoher Präzision erwerben.
Der fahrzeugtaugliche MU plus GNSS ist mit eng gekoppelten Lösungsalgorithmen ausgestattet, um die ständige Ortung von Fahrzeugen in komplizierten Umgebungen wie Tunneln und Häuserschluchten zu gewährleisten. 5G-Netzwerk-Technologien mit hoher Bandbreite und geringer Latenz werden verwendet, um eine differenzielle Dateninteraktion zwischen Fahrzeugausrüstungs-Ortungsterminals und hochpräzisen Ortungsnetzwerken zu realisieren und so eine hochpräzise Standortdatensicherheit zu gewährleisten.
Intelligenter Hafen und Schifffahrt
In den vergangenen Jahren, Chinas Schifffahrtsindustrie hat ein schnelles Wachstum erzielt, aber die Arbeitskosten steigen weiter und die Betriebssicherheit muss noch verbessert werden.
Das BeiDou-System mit 5G-Plus-Technologie ist in der Lage, umfassende sowie wetterunabhängige dynamische und statische Ortungsdienste auf präzise und genaue Weise für Hafen- und Navigationsszenarien wie Hafenmaschinen zu unterstützen, Sammelfahrzeuge, Personal, Leuchtfeuer, Schiffe und Schleusen zur Verbesserung der betrieblichen Effizienz, Sicherheitsniveau und Servicequalität der Hafen- und Schifffahrtsinfrastruktur. Hochpräzise Ortungssysteme werden in verschiedenen Arten von Hafen- und Schifffahrtsproduktionsverbindungen installiert, die Kollisionsrisiken und Abweichungsrisiken angemessen überwachen und kontrollieren können. 5G-Netze können gemietet werden, um Echtzeitkontakte und -verbindungen zwischen der entfernten Zentrale und den Hafen- und Seebetriebsstandorten zu realisieren, Gewährleistung der Pünktlichkeit und Präzision der Nachrichtenübertragung der Geräte.
Smart Logistik
Inspektionsroboter, Logistikfahrzeuge, Cloud-AGVs, Hochauflösende Videokameras und andere Geräte im Logistikbetrieb können mit den privaten 5G-Netzwerken verbunden werden, um mithilfe von China Mobile eine zentimetergenaue und präzise Ortung zu erreichen 5G-Netzwerke, das hochpräzise Ortungssystem BeiDou sowie eine Raum-Zeit-Informationsplattform.
2.6G-Band-5G-Basisstationen sind in der Lage, eine durchgängige Servicelatenz zu gewährleisten und ein mehrschichtiges Logistikgeschäft für logistikspezifische Geschäftsszenarien zu erreichen, um die Sicherheit zu gewährleisten, Privatsphäre, hohe Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit des proprietären Überwachungsnetzwerks. Es entsteht eine intelligente Logistikplattform mit mehreren Zugängen, End-to-Edge-Cloud-Zusammenarbeit, Video-Netzwerke, und künstliche Intelligenz mit Hilfe von Big-Data-Analysen und Cloud-Diensten.
Smart Bus
Installiert mit Terminals wie intelligenten Fahrsteuerungen, BeiDou hochpräzise Ortung im Bus, Es können genaue und präzise Fahrzeugstandortinformationen erfasst werden, um detaillierte Leitstrategien zu entwickeln und so Funktionen wie Energieeinsparung des Fahrzeugs und sicheres Ein- und Ausfahren in Bahnhöfen und Fußgängerüberwegen zu unterstützen. An Straßenkreuzungen werden Multifusionssensoren wie Radar und Kameras eingesetzt, um eine Echtzeit-Fusionserfassung und Informationsverbreitung von Straßenereignissen zu ermöglichen.
Bwie Teilen
Derzeit, Die gewöhnliche Satellitenortung wird vor allem beim Bike-Sharing eingesetzt. Jedoch, Das Ortungssystem weist eine geringe Ortungspräzision und Stabilität auf, Dies führt zu einer schlechten Benutzererfahrung beim Finden und Zurückgeben von Fahrrädern, geringe Effizienz des Betriebs- und Wartungs-Debuggings im Unternehmen sowie große Schwierigkeiten bei der Abteilungsüberwachung.
Der hochpräzise Ortungsdienst kann die Ortungsgenauigkeit von Fahrrädern auf den Submeter-Bereich steigern und Funktionen wie elektronische Zäune unterstützen, Flugbahnverfolgung und Sicherheitswarnung. Was ist mehr, Es bietet eine Abrechnung auf Basis eines Zeitpools, um eine einheitliche Abrechnung für große Mengen an Fahrrädern zu realisieren und den Benutzern ein komfortables Erlebnis zu bieten.
Präzise & Präzise Navigation
Das hochpräzise Ortungssystem von BeiDou ist in Bereichen des Massenkonsums weit verbreitet, Sharing Economy und den Lebensunterhalt der Menschen. Darunter, Die Ortungsgenauigkeit von Smartphones liegt bei etwa zehn Metern. Was ist mehr, Es gibt Sprungpunkte und Offsets, die den Anforderungen einer Kartennavigation auf Fahrspurebene und einer präzisen Taxiannahme nicht gerecht werden können.
Die Technologien bestehen hauptsächlich aus Echtzeitkinematik, Präzise Punktortung, der Assistierte BeiDou-System, das bodengestützte Erweiterungssystem BeiDou sowie das satellitengestützte Erweiterungssystem BeiDou.
Echtzeit-Kinematik
RTK, oder Echtzeitkinematik, hat die folgenden Arbeitsprinzipien: Die Empfänger der Basiskalibrierungsstation und der Mobilstation überwachen ständig die Bewegung des Satelliten. Die Basiskalibrierungsstation sendet den Echtzeit-Kinematikmesswert von den Mobilstationen an die Empfänger und die Mobilstationen realisieren gleichzeitig den Empfang der beobachteten visuellen Satellitensignale. Anschließend vergleicht die Basiskalibrierungsstation ihren eigenen kinematischen Echtzeitmesswert mit dem empfangenen kinematischen Messwert in Echtzeit, um anhand der Daten ihre eigenen Raumkoordinaten zu berechnen und so ihre eigene hochpräzise Ortung durchzuführen. Die Unterschiede in der Ortungsgenauigkeit zwischen den beiden kinematischen Messwerten können bis in den Zentimeterbereich reichen.
Präzise Punktortungstechnologie
Die Precise Point Locating Technology wurde erstmals von den USA vorgeschlagen. Labor für Strahlantriebe(JPL) Zumberge in 1997. Der Vorschlag und die Umsetzung der Technologie haben den Grundstein für das Wachstum der Difference Augmented Technology der kommerziellen globalen Satellitenstation gelegt, die auf der Echtzeit-Precise-Point-Location-Technologie basiert. Durch die Integration der Vorteile der GNSS-Standard-Einzelpunktortung und der relativen Ortung, Die Precise Point Locating Technology hat sich zu einem neuen hochpräzisen GNSS-Ortungsansatz entwickelt.
Unterstützte BeiDou-Schnellortungstechnologie
A-BDS, auch Assisted-BeiDou Locating Technology genannt, ist in der Lage, die Leistung des BeiDou-Satellitenortungssystems zu verbessern. Mit Hilfe der Mobilfunkbasisstation, Die Assisted-BeiDou-Ortungstechnologie ist in der Lage, Objekte schnell zu lokalisieren. Die grundlegenden Arbeitsprinzipien der Assisted-BeiDou-Ortungstechnologie bestehen darin, mehrere genannte Satellitenortungsempfänger an den Positionen aufzustellen, an denen hervorragende Empfangsergebnisse der Satellitensignale erzielt werden. Mit der Interaktion zwischen den Servern des Assisted-BeiDou Locating System und den Terminals, Eine grobe Position der Anschlüsse kann ermittelt werden. Anschließend werden die von diesem Terminal benötigten Hilfsdaten wie Ephemeriden und Uhr über das Mobilfunknetz an das Terminal gesendet, und das Terminal führt die Ortungsmessung des BeiDou-Systems durch. Die Assisted-BeiDou-Ortungstechnologie zeichnet sich durch besondere Stärken aus, beispielsweise durch kurze Ortungszeiten, geringer Stromverbrauch und hohe Empfindlichkeit.
Das bodengestützte Erweiterungssystem von BeiDou
Das bodengestützte Erweiterungssystem BeiDou zielt darauf ab, ein hochpräzises Satellitennavigationsdienstsystem zu etablieren, das hauptsächlich auf dem BeiDou-System basiert und mit anderen Satellitennavigationssystemen kompatibel ist. Mit der Verwendung von hochpräzisen BeiDou- oder GNSS-Empfängern, Es verbessert hochpräzise Navigations- und Ortungsdienste in Echtzeit im Servicebereich für 1–2 m, Dezimeter- und Zentimeterebene durch ein Netzwerk bodengestützter Referenzstationen und die Übertragungsmittel unter Verwendung von Satellit, Mobile Kommunikation, digitaler Rundfunk.
Das satellitengestützte Erweiterungssystem BeiDou
Das satellitengestützte Erweiterungssystem von BeiDou bleibt ein entscheidender Bestandteil der BeiDou-Satellitennavigation. Ausstattung mit Signaltranspondern zur Satellitennavigation auf geostationären Satelliten, Es kann Ephemeridenfehler übertragen, Unterschiede in der Satellitenuhr, Ionosphärenverzögerungen und andere Korrekturinformationen für Benutzer, um eine Verbesserung der Ortungsgenauigkeit des ursprünglichen Satellitennavigationssystems zu erzielen. Die Kombination des satellitengestützten Erweiterungssystems und des bodengestützten Erweiterungssystems ist in der Lage, ein effizienteres Satellitennavigationssystem für hochpräzise Ortungsdienste zu schaffen und eine hochpräzise Ortungsdienst-Infrastrukturumgebung für professionelle Anwendungen wie die Gebietskartierung einzurichten, Meeresuntersuchung, Präzisionslandwirtschaft, Katastrophenüberwachung, unbemannte Luftfahrzeuge und unbemannte Fahrzeuge, sowie beliebte Anwendungen wie die Autonavigation.
Globales Navigationssatellitensystem ist ein allgemeiner Begriff, das in den vier Navigationssatellitensystemen enthalten ist und das Global Locating System abdeckt, das GLONASS-System, das GALILEO-Navigationssystem und das BeiDou-System. Was ist mehr, Dabei handelt es sich auch um das MSAS-System aus Japan, GAGAN aus Indien und NIG-GOMSAT-1 aus Nigeria.
daher, GNSS fungiert als sternenbasiertes Funknavigationssystem, das den künstlichen Satelliten als Navigationsstation nutzt, um Allwetterinformationen bereitzustellen, hochpräzise Standorte, Geschwindigkeits- und Zeitinformationen für alle Arten von militärischen und zivilen Trägern auf dem Land, Meer, Luft und Himmel rund um den Globus, was auch als raumorientierte Ortung bezeichnet wird, Navigations- und Zeitmesssysteme.
Das wichtigste Merkmal des „BeiDou“-Systems liegt in der engen Verbindung mit Navigation und Kommunikation, was in anderen Navigationssystemen nicht verfügbar ist. Zum Beispiel, Das BeiDou-System kann an Orten wie Wüsten und Grasland eine entscheidende Rolle spielen, wo Mobiltelefone nicht genutzt werden können.
Das BeiDou-3-System nutzt ein Dreifrequenzsignal, Dadurch kann der Einfluss der Ionosphäre besser eliminiert werden, Verbesserung der Ortungszuverlässigkeit, und die Möglichkeiten zur Datenvorverarbeitung verbessern, Dadurch wird die Effizienz der Unschärfefixierung erheblich gesteigert.
Die Ortungsgenauigkeit des BeiDou-Systems wird auf das Niveau von erhöht 2.5 Meter zu 5 Meter. Auch mit dem ersten Dienst, der durch das bodengestützte Erweiterungssystem BeiDou unterstützt wird, Es ist in der Lage, Dienste am Zähler zu unterstützen, Submeter, Dezimeter, und sogar Zentimeterebenen.
7. Was sind die Unterschiede zwischen GPS und dem BeiDou-Satellitenortungssystem??
Der auffälligste Unterschied zwischen GPS und dem BeiDou-Satellitenortungssystem besteht darin, dass GPS nicht mit der Funktion zum Senden und Empfangen von Kurztextkommunikation ausgestattet ist, während das BeiDou-Satellitenortungssystem die Funktion zum Senden und Empfangen von Kurztextkommunikation unterstützt. Jedoch, Es ist unbedingt zu beachten, dass Mobiltelefone die Funktion des Sendens und Sammelns von Texten des BeiDou-Satellitenortungssystems im Allgemeinen nicht unterstützen können, da der Ortungschip auf den Mobiltelefonen nur das Erhalten von Ortungsinformationen von Satelliten unterstützen kann.
GPS nutzt ein Zweifrequenzsignal. Jedoch, Das BeiDou-Satellitenortungssystem nutzt ein Dreifrequenzsignal. Theoretisch gesehen, GPS verfügt weltweit über eine vergleichbare Ortungsgenauigkeit, während die Ortungsgenauigkeit des BeiDou-Satellitensystems speziell für China und die umliegenden Gebiete verbessert wurde.
GPS wurde tatsächlich mit ausgestattet 32 Satelliten. Je mehr Satelliten es gibt, desto mehr redundante Daten werden erhalten, desto zuverlässiger sind die Daten, und desto kleiner wird der DOP-Wert sein. Im Augenblick, Das BeiDou-Satellitenortungssystem ist lediglich mit sechzehn Satelliten ausgestattet. Je mehr Satelliten es geben wird, desto mehr Beobachtungsdaten werden erfasst, und desto vermeidbarer wird die Präzision verbessert.
GPS ist einseitig ausgerichtet, Das bedeutet, dass der Empfänger nur die Standortsignale erfassen und nur wissen kann, wo Sie sich befinden. Andererseits, Das BeiDou-Satellitenortungssystem ist bidirektional ausgerichtet, Dies bedeutet, dass das System Ihre Position an Ihre Freunde übertragen kann, um diese über Ihren Standort zu informieren und gleichzeitig Signale zu empfangen. Allgemein, GPS und das BeiDou-Satellitenortungssystem fungieren beide als Navigations- und Ortungssysteme, nutzen jedoch unterschiedliche Ortungstechnologien und verfügen daher über unterschiedliche Ortungsbereiche. Das BeiDou-Navigationssystem wird voraussichtlich mit globalen Ortungs- und Navigationsfunktionen ausgestattet sein 2020. Jedoch, GPS ist ein Allwetter-Ortungssystem, das Gebiete auf der ganzen Welt abdeckt.
China hat seitdem damit begonnen, die Technologien und Pläne für Satellitennavigationssysteme zu erforschen 1970.
Der technische Aufbau des BeiDou-Satellitennavigationssystems wurde im Jahr begonnen 1994.
Zwei Erdorbitalsatelliten wurden gestartet und die entsprechenden Systeme sind für den Einsatz vorbereitet 2000. Die Funktionen wie Timing, und Informationsübertragung der chinesischen Systeme wurden vom ursprünglichen Global Positioning System auf das BeiDou-Satellitennavigationssystem umgestellt.
Der technische Bau des BeiDou-2-Navigationssystems wurde im Jahr begonnen 2004.
Bis zum Ende 2012, vierzehn Satelliten (darunter fünf geostationäre Satelliten, fünf Satelliten mit geneigter geostationärer Umlaufbahn und vier Satelliten mit mittlerer kreisförmiger Erdumlaufbahn) wurden ins Leben gerufen, um das entsprechende Netzwerk zu bilden. Auf der Grundlage der Kompatibilität mit dem technischen System des BeiDou-1-Systems, Das BeiDou-2-System ist mit einem passiven Ortungssystem ausgestattet, um die Ortung zu ermöglichen, Geschwindigkeitsmessung, Timing- und Kurznachrichten-Kommunikationsdienste für Benutzer im asiatisch-pazifischen Raum.
Der technische Bau des BeiDou-3-Navigationssystems wurde im Jahr begonnen 2009.
In 2018, Der Aufbau des chinesischen BeiDou-3-Netzwerks wurde vollständig abgeschlossen.
Im Juni 23, 2020, China hat den fünfundfünfzigsten Navigationssatelliten des BeiDou-Systems erfolgreich gestartet, Dies markierte den vollständigen Aufbau des Einsatzes der weltweiten Satellitennavigationssystemkonstellation Beidou-3.
