«Бэйдоу» развернута: чем китайская система спутниковой навигации лучше других

23 июня китайская орбитальная ракета-носитель «Чанчжэн», стартовавшая с космодрома Сичан, успешно вывела на геосинхронную орбиту 4600-килограммовый навигационный спутник. Тем самым КНР завершила построение группировки своей глобальной спутниковой системы навигации (ССН) «Бэйдоу», в созвездии которой теперь 35 космических аппаратов (на орбите больше; часть планово выводится из эксплуатации).

Технически это очередной, 55-й запуск – «Бэйдоу» эксплуатируется с декабря 2003 года. Но по сути – весьма знаменательное событие. Несмотря на сложную обстановку и непростую ситуацию с коронавирусом, всё идет по плану. И не просто по плану, но с полугодичным опережением графика. Даже при том, что последний старт был по техническим причинам отложен на неделю. Управление по вопросам космического пространства ООН поздравило китайцев, отметив, что произошедшее – важная веха и широкий шаг вперед на долгом и непростом пути к тому, чтобы сделать точное глобальное позиционирование доступным для всего мира.

В мире всего четыре глобальные ССН. Первой была американская GPS – система глобального позиционирования, чье название, придуманное в 1973 году, стало нарицательным. Первый запуск по программе GPS состоялся 22 февраля 1978-го. Советский Союз шел с небольшим отставанием: программа запущена в 1976 году, первый спутник – в 1982-м. Но вскоре случилась перестройка, всё ускорилось не в том направлении, и в опытную эксплуатацию ГЛОНАСС была принята только в 1993 году. Китайцы вступили в игру в 1983-м. Сначала с проектом связанных геостационарных спутников Twinsat (1989). А в 1994-м запустили первый этап «Бэйдоу» и в 2000-м вывели на орбиту два навигационных спутника.

Через год стартовал европейский проект «Галлилео». Его первый опытный спутник года вывела на орбиту ракета-носитель «Союз-ФГ» с космодрома Байконур 30 ноября 2005. «Галлилео» – единственная сугубо гражданская ССН. Ее полное развертывание планировалось на этот год. Но проект испытывает хронические трудности, во многом обусловленные особенностями европейской бюрократии и политики. В их числе: организационный бардак, избыточная секретность, специфический менеджмент. Ко всему этому в последние годы добавились проблемы, связанные с Брекзитом. Очень плохо на проекте сказался и глобальный сбой, случившийся в июле прошлого года. Тогда «Галлилео» начал передавать сильно искаженные данные. Сам по себе сбой – дело житейское, с каждым бывает. В GPS, например, сбой, связанный с «обнулением календаря» каждые 1024 недели, вообще штатный. Так что дело было не столько в самой проблеме, сколько в том, как с ней справлялось руководство «Галлилео». Несколько дней они наводили тень на плетень, почему-то так и не смогли запустить резервную систему, постоянно искали виноватых. Пришлось полностью перегружать систему. В течение недели европейцам пришлось пользоваться GPS, ГЛОНАСС и «Бэйдоу». Использование нескольких ССН – тоже обычное дело. Ни одна навигационная система не обеспечивает полного покрытия Земли. Так, в северном полушарии, особенно в приполярных областях, лучше всего работает ГЛОНАСС, поэтому им пользуются в Северной Европе. Кроме того, у каждой системы есть свои особенности, и совместное использование повышает качество получаемой информации. Наконец, позиционирование давно уже не просто удобство, но критический компонент обеспечения жизнедеятельности и безопасности, где дублирование систем позволяет снижать риски.

За прошедшие 20 лет китайская «Бэйдоу» уверенно превратилась в ведущего игрока, пройдя три этапа развития. Уже на втором этапе (2004–2009 гг.), когда был охвачен Азиатско-Тихоокеанский регион, система обеспечивала не только синхронизацию времени и определение местоположения и скорости, но также отправку коротких сообщений. На третьем этапе (к 2018 году) эти услуги стали доступны для всех пользователей на территориях, имеющих отношение к проекту «Пояс и путь», а также в соседних регионах.

«Бэйдоу» – важная составляющая «Информационного шелкового пути» (он же «Цифровой шелковый путь»), концепция которого была сформулирована в 2015 году в совместном докладе Госкомитета по делам развития и реформ, Министерства коммерции и МИДа. В дополнение к связности логистической инфраструктуры морских и сухопутных маршрутов «Пояса и пути» предусматривается информационная интеграция и гармонизация технических стандартов и административных процедур участников проекта. «Услуги нашей системы доступны для всех и приносят большую пользу благодаря расширению возможностей международного сотрудничества», – утверждает генеральный конструктор «Бэйдоу» Ян Чанфэн. Теперь, когда число спутников нарастили до 35, «Бэйдоу» стала лидером по мощности орбитальной навигационной группировки, и лозунг «Сделано в Китае, предназначено всему миру» обрел солидное материально-техническое обеспечение.

Мощность группировки очень важный, но далеко не единственный фактор, делающий «Бэйдоу» основным претендентом на глобальное лидерство в гражданской сфере и предоставлении коммерческих услуг. «Бэйдоу» полностью совместима с ГЛОНАСС; сигналы обеих систем могут использоваться совместно, не создавая помех, а развернутые спутниковые группировки не мешают друг другу. В 2015-м китайцы создали с «Роскосмосом» совместный комитет, координирующий сотрудничество в области спутниковой навигации. В ноябре 2018-го заключено межправительственное соглашение о применении глобальных ССН в мирных целях, развитии технологий и обмену опытом, разработке и производству гражданского навигационного оборудования. В июле прошлого года Госдума ратифицировала это соглашение, а стороны также обязались разместить измерительные станции ГЛОНАСС на территории Китая и «Бэйдоу» на территории России.

Такое сотрудничество и использование взаимодополняющих возможностей практически не оставляет шансов для «Галлилео», за исключением чисто политических. Тем более что «Бэйдоу» обеспечивает «из коробки» такую же точность позиционирования: до одного метра для открытого сигнала. По этому показателю «Бэйдоу» превосходит GPS и ГЛОНАСС, дающих разрешение около 5 метров при наличии систем дифференцированной коррекции, что требует наземного оборудования, которое нужно где-то размещать (можно и в околоземном пространстве). А теперь борьба идет уже за дециметровый диапазон. В Америке хорошо понимают масштаб проблем. В прошлом октябре компания Raytheon объявила, что разработала систему спутниковой навигации и связи нового поколения. Система пока тестируется, но в следующем году планируется начать ее развертывание на всех уже эксплуатируемых и будущих спутниках группировки GPS.

Оказавшись в какой-то момент в роли догоняющих, китайцы не только сумели избежать многих технических ошибок и использовать уже обкатанные передовые решения, но и своевременно спроектировали продвинутую бизнес-архитектуру. Ее основу составляет тесная интеграция «Бэйдоу» с сетями связи нового поколения. В результате многочисленные глобально распределенные устройства могут взаимодействовать на совершенно новом уровне автономности, позиционной точности, скорости и вычислительных возможностей. Ожидается, что после полного развертывания «Бэйдоу» сможет обеспечивать коммерческую точность до 10 см. Хотя даже этого уже недостаточно для некоторых задач. Для сравнения: GPS выдает в лучшем случае 30 сантиметров.

В июне прошлого года Министерство промышленности и информатизации КНР приступило к выдаче лицензий на коммерческое использование 5G. В Гуанси-Чжуанском автономном районе запущена опытная эксплуатация системы контроля за оползнями на основе «Бэйдоу» + 5G. Но главный упор на первоначальном этапе делается на развитие беспилотного транспорта, где обкатывается сразу несколько проектов. Как подчеркнул пресс-секретарь «Бэйдоу» Жань Чэнци: «Мы полагаем, что интеграция «Бэйдоу» и 5G откроет новые возможности для бизнеса. Более того, для новых моделей бизнеса, которые в будущем будут играть огромную роль. Таких как «умные города», «умные домохозяйства», «умные фермы» и тому подобное».

Связка глобального спутникового позиционирования с 5G может стать одним из ключевых слагаемых успеха на ближайшие годы. Теперь у китайцев есть совершенно независимая современная ССН с самой мощной спутниковой группировкой. Есть отличный задел по технологиям 5G и производству оборудования связи. Есть хорошие наработки в прикладных решениях и опыт их коммерциализации. Всё это дает им не только серьезные основания, но и право претендовать на ведущую роль, причем не только в качестве технологического лидера. И, похоже, они собираются этим правом воспользоваться в полной мере.

Источник