Sistema di navigazione satellitare BeiDou (il sistema BeiDou in breve) è un sistema globale di navigazione satellitare creato e gestito in modo indipendente dalla Cina per soddisfare le esigenze di sicurezza nazionale e la crescita dell’economia e della società. Funziona anche come un’infrastruttura spazio-temporale nazionale cruciale che fornisce qualsiasi condizione atmosferica, sempre, localizzazione altamente precisa, servizi di navigazione e cronometraggio per gli utenti di tutto il mondo.
Questo articolo fornisce un quadro completo del sistema di navigazione satellitare BeiDou.
Il sistema di navigazione satellitare BeiDou si riferisce al sistema di navigazione satellitare mondiale studiato e inventato dalla Cina. È anche il terzo sistema di navigazione satellitare ben sviluppato dopo la nascita di GPS così come GLONASS. Il sistema di navigazione satellitare BeiDou, Sistema di localizzazione globale dagli Stati Uniti, GLONASS dalla Russia e GALILEO dall'Unione Europea sono fornitori qualificati e riconosciuti dalle Nazioni Unite per la navigazione satellitare.
Parlando in generale, un sistema di navigazione contiene una raccolta di funzioni di base, compreso "localizzare", “scelta della destinazione”, “calcolo del percorso” e “guida del percorso”. Cosa c'è di più, il sistema supporta la visualizzazione della mappa a colori nelle serie con prestazioni più elevate. Tutte queste funzioni richiedono una mappa digitale della rete stradale, che è spesso memorizzato su un CDROM.
Il sistema di navigazione satellitare BeiDou è composto da 3 componenti che coprono lo spazio, il terreno e gli utenti. La parte dello spazio è costituita da una certa quantità di satellite geostazionario, il satellite orbitale geosincrono inclinato e il satellite orbitale terrestre circolare medio. La sezione del terreno copre molte stazioni di terra, comprese le stazioni di controllo principali, sincronizzazione dell'ora & stazioni di iniezione e stazioni monitorate, così come le operazioni inter-satelliti collegate e le strutture gestite. La parte utente è composta da elementi di base come un chip, un modulo e antenne del sistema BeiDou compatibile con altri sistemi di navigazione satellitare, e articoli terminali, il sistema applicato ed i servizi applicati.
Attualmente, il sistema BeiDou funziona regolarmente, e le prestazioni del servizio del sistema BeiDou sono state valutate e testate a livello globale. Le prestazioni coprono aree come la precisione di localizzazione globale migliore di dieci metri, la precisione della misurazione della velocità è migliore di 0.2 metri al secondo, la precisione dei tempi è migliore di 20 nanosecondi e la disponibilità del servizio è migliore di 99%. La performance della regione Asia-Pacifico è ancora più migliorata.
3. La breve introduzione del BeiDou-1, Beidou-2 così come il BeiDou-3
Il sistema di navigazione satellitare BeiDou
Essendo un sistema di localizzazione e comunicazione di navigazione, istituito in modo indipendente dalla Cina, il sistema satellitare di navigazione BeiDou rappresenta la prima generazione di sistemi satellitari regionali e tridimensionali con una funzione di tracciamento della sorgente. Il sistema è composto da 23 Satelliti sincronizzati con la Terra, una stazione di controllo centrale, più stazioni di calibrazione target e molte unità utente. Con l'integrazione dei vantaggi della navigazione e localizzazione astronomica tradizionale nonché della navigazione e localizzazione radio terrestre, il sistema crea una stazione di radionavigazione equivalente a quella allestita nello spazio.
Il sistema può realizzare la comunicazione di messaggi bidirezionale, e i dati di comunicazione sono composti principalmente da due tipi: Caratteri e codici cinesi. È in grado di identificare la latitudine geografica, longitudine e altitudine per gli utenti in qualsiasi momento e in qualsiasi luogo, offrendo principalmente la navigazione, localizzazione, nonché tempistiche per la pubblica sicurezza, traffico autostradale, trasporti ferroviari e operazioni marittime nel territorio, acque territoriali e zone limitrofe della Cina. Cosa c'è di più, sono inoltre forniti servizi di comunicazione di messaggi brevi tra utenti e tra utenti e la stazione di controllo centrale.
La localizzazione della navigazione BeiDou-2 SSistema satellitare
Il sistema satellitare di localizzazione di navigazione BeiDou-2(BD2 o BeiDou-2) è un sistema di navigazione satellitare globale ricercato e sviluppato in modo indipendente dalla Cina. Il BeiDou-2 non è semplicemente una versione estesa del BeiDou-1. Invece, è stata una versione ottimizzata basata sugli svantaggi del BeiDou-1, offrendo servizi di localizzazione di navigazione globale per aree a tutto tondo, compresa la terra, mare e aria. Ha le funzioni simili del GPS negli Stati Uniti e del sistema di navigazione satellitare Galileo dell'Unione Europea. In aprile 30, 2012, La Cina ha lanciato con successo “un razzo e due satelliti” presso il centro di lancio satellitare di Xichang. Il dodicesimo e il tredicesimo satellite del sistema di navigazione BeiDou sono stati lanciati con successo nell'orbita di trasferimento programmata da un razzo vettore Long March 3B.
La terza generazione della localizzazione di navigazione BeiDou SSistema satellitare
Il sistema di navigazione satellitare globale BeiDou-3 (il sistema BeiDou-3 in breve) è composto da 24 satelliti in orbita terrestre circolare media, tre satelliti in orbita geostazionaria e tre satelliti in orbita geosincrona inclinata, un totale di 30 satelliti.
Il sistema di navigazione satellitare BeiDou-3 supporta 2 tipi di servizi, che si chiama servizio aperto e servizio autorizzato. Il servizio aperto funziona come supporto alla localizzazione gratuita, misurazione della velocità e servizi orari nel settore dei servizi con precisione di localizzazione di dieci metri, precisione temporale di 50 nanosecondi e precisione di misurazione della velocità di 0.2 metri al secondo. Il servizio autorizzato funziona offrendo una localizzazione più sicura, rilevamento della velocità, servizi di tempo e comunicazione e informazione sistematica integrale all'utente autorizzato.
4. Ti casi applicativi del Sistema BeiDou
Guida intelligente
Utilizzando il sistema di localizzazione 5G plus BeiDou con alta precisione, non è necessario che l'utente imposti le proprie stazioni di calibrazione di base. L'utente può acquisire i servizi di localizzazione nazionale con alta precisione solo con un account o un SDK.
Il MU plus per veicoli GNSS è dotato di algoritmi di risoluzione strettamente accoppiati per garantire la localizzazione costante dei veicoli in ambienti complicati come tunnel e canyon urbani. 5Le tecnologie della rete G a larghezza di banda elevata e bassa latenza vengono utilizzate per realizzare l'interazione differenziale dei dati tra i terminali di localizzazione delle apparecchiature del veicolo e le reti di localizzazione ad alta precisione per garantire la sicurezza dei dati di localizzazione ad alta precisione.
Porti e Spedizioni Intelligenti
Negli ultimi anni, L’industria marittima cinese ha raggiunto una rapida crescita, ma i costi del lavoro continuano ad aumentare e la sicurezza operativa deve ancora essere migliorata.
Il sistema BeiDou con tecnologia 5G plus è in grado di supportare servizi di localizzazione dinamici e statici a tutto tondo e per tutte le condizioni atmosferiche in modo preciso e accurato per scenari portuali e di navigazione come le macchine portuali, camion di raccolta, personale, fari, navi e chiuse per migliorare l'efficienza operativa, livello di sicurezza e qualità del servizio delle infrastrutture portuali e di navigazione. Sistemi di localizzazione ad alta precisione sono installati in vari tipi di collegamenti portuali e produttivi per la navigazione, che possa ragionevolmente monitorare e controllare i rischi di collisione e di deviazione. 5È possibile noleggiare reti G per realizzare contatti e collegamenti in tempo reale tra il centro remoto e i siti operativi portuali e marittimi, garantendo la tempestività e la precisione della trasmissione dei messaggi delle apparecchiature.
Slogistica del mercato
Robot di ispezione, veicoli logistici, AGV cloud, videocamere ad alta definizione e altre apparecchiature nel processo di operazioni logistiche possono essere collegate alle reti private 5G per ottenere una localizzazione accurata e precisa a livello centimetrico con l'aiuto di China Mobile 5Reti G, il sistema di localizzazione ad alta precisione BeiDou e una piattaforma di informazioni spazio-temporali.
2.6Le stazioni base 5G in banda G sono in grado di garantire la latenza del servizio end-to-end e realizzare attività logistiche di cuscinetti multi-slice per scenari aziendali specifici della logistica per garantire la sicurezza, privacy, alta velocità e affidabilità della rete di monitoraggio proprietaria. Viene allestita una piattaforma logistica intelligente con accessi multipli, collaborazione cloud end-to-edge, rete video, e migliorare l’intelligenza artificiale con l’aiuto dell’analisi dei big data e dei servizi cloud.
Smercato Autobus
Installato con terminali come controller di guida intelligenti, Localizzazione BeiDou ad alta precisione sull'autobus, è possibile acquisire informazioni accurate e precise sulla posizione del veicolo per sviluppare strategie di guida approfondite al fine di supportare funzioni come il risparmio energetico del veicolo e il passaggio sicuro dentro e fuori dalle stazioni e dagli attraversamenti pedonali. Sensori multi-fusione come radar e telecamere vengono installati agli incroci stradali per realizzare il rilevamento della fusione in tempo reale e la diffusione delle informazioni sugli eventi stradali.
Bcome la condivisione
Attualmente, la localizzazione satellitare ordinaria è utilizzata soprattutto nel bike sharing. Tuttavia, il sistema di localizzazione presenta scarsa precisione e stabilità di localizzazione, il che porta a una scarsa esperienza dell'utente nella ricerca e nella restituzione delle biciclette, scarsa efficienza del debugging delle operazioni e della manutenzione aziendale, nonché grandi difficoltà nella supervisione dei dipartimenti.
Il servizio di localizzazione ad alta precisione può migliorare la precisione di localizzazione delle biciclette fino a un livello inferiore al metro e supportare funzioni come le recinzioni elettroniche, monitoraggio della traiettoria e avvisi di sicurezza. Cosa c'è di più, fornisce una fatturazione basata sul time pool per realizzare una fatturazione unificata per grandi lotti di biciclette e offrire un'esperienza conveniente per gli utenti.
Preciso & Navigazione accurata
Il sistema di localizzazione ad alta precisione BeiDou è stato ampiamente applicabile per le aree dei settori del consumo di massa, sharing economy e il sostentamento delle persone. Tra loro, la precisione di localizzazione degli smartphone è di circa dieci metri. Cosa c'è di più, ci sono punti di salto e offset, che non può soddisfare le esigenze di navigazione cartografica a livello di corsia e di chiamata precisa dei taxi.
Le tecnologie sono costituite principalmente da Real Time Kinematic, Localizzazione precisa del punto, l'Assistito Sistema BeiDou, il sistema di potenziamento BeiDou terrestre e il sistema di potenziamento BeiDou satellitare.
Cinematica in tempo reale
RTK, o cinematica in tempo reale, ha i seguenti principi di funzionamento: i ricevitori della stazione di calibrazione base e della stazione mobile monitorano costantemente il movimento del satellite. La stazione di calibrazione di base invia il valore di misurazione cinematica in tempo reale ai ricevitori dalle stazioni mobili e le stazioni mobili realizzano contemporaneamente la ricezione dei segnali satellitari visivi osservati. Quindi la stazione di calibrazione di base confronterà il proprio valore di misurazione cinematica in tempo reale con il valore di misurazione cinematica ricevuto in tempo reale per gestire i dati per calcolare le proprie coordinate dello spazio in modo da soddisfare la propria localizzazione altamente precisa. Le differenze nella precisione di localizzazione tra i due valori di misurazione cinematica possono raggiungere il livello del centimetro.
Tecnologia di localizzazione precisa dei punti
La tecnologia di localizzazione precisa dei punti è stata proposta per la prima volta dagli Stati Uniti. Laboratorio di propulsione a reazione(JPL) Zumberge dentro 1997. La proposta e la realizzazione della tecnologia hanno gettato le basi per la crescita della tecnologia differenziale aumentata della stazione satellitare globale commerciale che si basa sulla tecnologia di localizzazione precisa dei punti in tempo reale. Con l'integrazione dei vantaggi della localizzazione a punto singolo standard GNSS e della localizzazione relativa, la tecnologia Precise Point Locating si è sviluppata in un nuovo approccio GNSS di localizzazione altamente preciso.
Tecnologia di localizzazione rapida assistita BeiDou
A-BDS, denominata anche tecnologia di localizzazione assistita BeiDou, è in grado di migliorare le prestazioni del sistema di localizzazione satellitare BeiDou. Con l'aiuto della stazione base operativa di comunicazione mobile, la tecnologia di localizzazione assistita BeiDou è in grado di localizzare gli oggetti in modo rapido. I principi di funzionamento di base della tecnologia di localizzazione assistita BeiDou risiedono nella configurazione di diversi ricevitori di localizzazione satellitare nelle posizioni in cui si ottengono eccellenti risultati di ricezione dei segnali satellitari.. Con l'interazione tra i server del sistema di localizzazione assistita BeiDou e i terminali, è possibile ottenere una posizione approssimativa dei terminali. Quindi i dati ausiliari come le effemeridi e l'orologio necessari a questo terminale vengono inviati al terminale attraverso la rete mobile, e il terminale esegue la misurazione della localizzazione del sistema BeiDou. La tecnologia di localizzazione assistita BeiDou ha punti di forza distintivi come il breve tempo di localizzazione, basso consumo energetico e alta sensibilità.
Il sistema di potenziamento BeiDou a terra
Il sistema di potenziamento terrestre BeiDou mira a stabilire un sistema di servizi di navigazione satellitare ad alta precisione basato principalmente sul sistema BeiDou e compatibile con altri sistemi di navigazione satellitare. Con l'utilizzo di ricevitori BeiDou o GNSS ad alta precisione, migliora la navigazione ad alta precisione in tempo reale e la localizzazione dei servizi nell'area di servizio per 1-2 m, a livello decimale e centimetrico attraverso una rete di stazioni di riferimento a terra e mezzi di trasmissione via satellite, comunicazione mobile, trasmissione digitale.
Il sistema di potenziamento basato su satellite BeiDou
Il sistema di potenziamento satellitare BeiDou rimane una componente cruciale della navigazione satellitare BeiDou. Essere dotati di transponder del segnale di aumento della navigazione satellitare sui satelliti geostazionari, può trasmettere errori effemeridi, differenze tra gli orologi satellitari, ritardi ionosferici e altre informazioni di correzione per gli utenti per migliorare la localizzazione della precisione del sistema di navigazione satellitare originale. La combinazione del sistema di potenziamento satellitare e del sistema di potenziamento terrestre è in grado di creare una rete di servizi di localizzazione ad alta precisione di navigazione satellitare più efficiente e di creare un ambiente infrastrutturale di servizi di localizzazione ad alta precisione per applicazioni professionali come la mappatura territoriale, indagine marina, agricoltura di precisione, monitoraggio dei disastri, veicoli aerei senza equipaggio e veicoli senza equipaggio, così come applicazioni popolari come la navigazione per auto.
Global Navigation Satellite System è un termine generale, che è incluso nei quattro sistemi di navigazione satellitare che coprono il Global Locating System, il sistema GLONASS, il sistema di navigazione GALILEO e il sistema BeiDou. Cosa c'è di più, coinvolge anche il sistema MSAS del Giappone, GAGAN dall’India e NIG-GOMSAT-1 dalla Nigeria.
Perciò, Il GNSS funziona come un sistema di radionavigazione stellato che utilizza il satellite artificiale come stazione di navigazione per fornire informazioni in ogni condizione atmosferica., posizioni altamente precise, informazioni su velocità e tempistica per tutti i tipi di vettori militari e civili sulla terra, mare, aria e cielo in tutto il mondo, che viene anche definita localizzazione orientata allo spazio, sistemi di navigazione e cronometraggio.
La caratteristica più importante del sistema “BeiDou” risiede nella stretta connessione con la navigazione e la comunicazione, che non è disponibile in altri sistemi di navigazione. Per esempio, il sistema BeiDou può svolgere un ruolo cruciale in luoghi come deserti e praterie, dove non è possibile utilizzare i cellulari.
Il sistema BeiDou-3 utilizza un segnale a tripla frequenza, che è in grado di eliminare meglio l’impatto della ionosfera, migliorare l'affidabilità della localizzazione, e migliorare le capacità di pre-elaborazione dei dati, aumentando così notevolmente l'efficienza della fissazione della sfocatura.
La precisione di localizzazione del sistema BeiDou sarà aumentata al livello di 2.5 metri a 5 metri. Anche con il servizio iniziale supportato dal sistema di potenziamento BeiDou a terra, è in grado di supportare i servizi al contatore, sottometro, decimetri, e persino livelli centimetrici.
7. Quali sono le differenze tra il GPS e il sistema di localizzazione satellitare BeiDou?
La differenza più evidente tra il GPS e il sistema di localizzazione satellitare BeiDou è che il GPS non è stato dotato della funzione di invio e ricezione di brevi comunicazioni di testo mentre il sistema di localizzazione satellitare BeiDou supporta la funzione di invio e ricezione di brevi comunicazioni di testo.. Tuttavia, è fondamentale notare che i telefoni cellulari generalmente non possono supportare la funzione di invio e raccolta di testi del sistema di localizzazione satellitare BeiDou poiché il chip di localizzazione sui telefoni cellulari può supportare solo l'ottenimento di informazioni di localizzazione dai satelliti.
Il GPS utilizza un segnale a doppia frequenza. Tuttavia, il sistema di localizzazione satellitare BeiDou utilizza un segnale a tripla frequenza. Teoricamente parlando, Il GPS ha una precisione di localizzazione comparabile a livello globale, mentre la precisione di localizzazione del sistema satellitare BeiDou è stata rafforzata appositamente per la Cina e le aree circostanti.
Il GPS è stato effettivamente dotato 32 satelliti. Più satelliti ci sono, più dati ridondanti si otterranno, tanto più attendibili saranno i dati, e minore sarà il valore DOP. Proprio adesso, il sistema di localizzazione satellitare BeiDou è stato dotato solo di sedici satelliti. Più satelliti saranno, più dati di osservazione verranno acquisiti, e quanto più evitabile, tanto più la precisione aumenterà.
Il GPS è orientato a senso unico, ciò significa che il ricevitore può solo raccogliere i segnali di posizione e sapere solo dove ti trovi. Anzi, il sistema di localizzazione satellitare BeiDou è bidirezionale, ciò significa che il sistema è in grado di trasferire la tua posizione ai tuoi amici per far sapere ai tuoi amici dove ti trovi ricevendo anche segnali. Generalmente, Il GPS e il sistema di localizzazione satellitare BeiDou funzionano entrambi come sistemi di navigazione e localizzazione, ma fanno uso di tecnologie di localizzazione distintive e quindi hanno portate di localizzazione diverse. Si prevede che il sistema di navigazione BeiDou sarà dotato di funzioni di localizzazione e navigazione globale 2020. Tuttavia, Il GPS è un sistema di localizzazione per tutte le stagioni che copre aree di tutto il mondo.
Da allora la Cina ha iniziato a condurre ricerche sulle tecnologie e sui progetti dei sistemi di navigazione satellitare 1970.
Nel. è stata avviata la progettazione del sistema di navigazione satellitare BeiDou 1994.
Sono stati lanciati due satelliti orbitali statici terrestri e i relativi sistemi sono predisposti per entrare in uso 2000. Le funzioni come il timing, e la trasmissione delle informazioni dei sistemi cinesi è stata modificata dall’originale Global Positioning System al sistema di navigazione satellitare BeiDou.
La costruzione ingegneristica del sistema di navigazione BeiDou-2 è stata lanciata nel 2004.
Entro il 2012, quattordici satelliti (inclusi cinque satelliti in orbita geostazionaria, cinque satelliti in orbita geosincrona inclinata e quattro satelliti in orbita terrestre circolare media) sono stati lanciati per formare la rete pertinente. Sulla base della compatibilità con il sistema tecnico del sistema BeiDou-1, al sistema BeiDou-2 viene aggiunto un sistema di localizzazione passivo per fornire la localizzazione, misurazione della velocità, servizi di cronometraggio e comunicazione di messaggi brevi per gli utenti nella regione Asia-Pacifico.
La costruzione ingegneristica del sistema di navigazione BeiDou-3 è stata lanciata nel 2009.
In 2018, La formazione della rete cinese BeiDou-3 è stata completamente completata.
A giugno 23, 2020, La Cina ha lanciato con successo il cinquantacinquesimo satellite di navigazione del sistema BeiDou, che ha segnato la piena realizzazione dello spiegamento della costellazione mondiale del sistema di navigazione satellitare Beidou-3.
