Hans Visser Xianglin Liu Niels Treffers Fugro Intersite BV
北斗卫星导航系统
BeiDou : Made in China GNSS Workshop Haarlem HSB-NIN-VPN-GIN 12-Dec-2014
[email protected]
Navigatie in 2014
2
www.fugro.com
Navigatie in 2020
Met BeiDou
Met Galileo 720 Kanalen
3
Met Glonass
www.fugro.com
Huidige Satellietsystemen √ GPS
SBAS 4
√ GLONASS
WAAS/ EGNOS
BeiDou
IRNSS
India
Galileo
QZSS
Japan www.fugro.com
Is meer GNSS Satellieten beter (Hein 2012)
BeiDou
BeiDou IRNSS
Signaalruis
Ruisvloer No Hoogte 95% (VDOP) Horizontale nauwkeurigheid 95% (HDOP) Aantal Satellieten 5
www.fugro.com
BeiDou-1 (Fase-1) (Compas) Frequentie 2491.75 MHz (S-Band) Beter dan 20 Meter nauwkeurig Gebruiker kan SMS ontvangen en verzenden (120 karakters) 2009 Alle grenswachten van China krijgen BeiDou-1 ontvangers
2008 Aardbeving Sichuan (SMS) en deformatie metingen
BeiDou 1A 30-Oct-2000 59 Oost 6
BeiDou 1B 20-Dec-2000 80 Oost
BeiDou 1C 25-Mei-2003 110.5 Oost
BeiDou 1D 3-Feb-2007 Mislukt www.fugro.com
BeiDou en Galileo 2003 Samenwerking BeiDou en Galileo: China investeert 230 miljoen Euro in Galileo 2004 Galileo Joint Undertaking" (GJU) en "National Remote Sensing Centre of China" Tekenen samenwerkingsovereenkomst. 2006 Elf Samenwerkingsprojecten 2008 Volgens “South China Morning Post”: “China is niet tevreden over de Galileo samenwerking en gaat de concurrentie aan.” BeiDou en Galileo gebruiken dezelfde frequenties. Via ITU en bilateraal overleg wordt dit oplost “Het lijkt dat BeiDou en Galileo gelijktijdig dezelfde frequenties kunnen gebruiken.”
7
www.fugro.com
BeiDou-2 Fase 2 BeiDou Satellite Navigation System (BDS) M1 G2 G1 IGSO-1 G4 IGSO-5
14 Apr-2007 15-Apr-2009 17-Jan-2010 01-Aug-2010 01-Nov-2010 18-Dec-2011
(Testen) (Mislukt) 144.5 Oost 118 Oost (55°Z- 55°N) 160 Oost
2011 Werkt in China met 10 BDS satellieten 2012 Werkt in heel Z/O Azie met 10 BDS satellieten 2013 14 Satellieten (5 GEO, 5 IGSO, 4 MEO) 2014 Mei BeiDou DGPS Radiobakens 2014 November: IMO goedgekeurd
8
www.fugro.com
Beidou-2 Lanceringsschema (Wiki)
9
www.fugro.com
GNSS Systems - BeiDou
10
5 Geostationaire Earth Orbit satellites (GEO) 5 Inclined Geosynchronous Orbit satellites (IGSO) 4 Medium Earth Orbit (MEO)
www.fugro.com
BeiDou Fase 3 2017/2020 Wereldwijd beschikbaar met 35 BDS satellieten Vrije Service <10 meter nauwkeurig Militaire Service (Gebruikt door het Chinees leger en Pakistaans leger) Kosten 8 Miljard US$ (6.5 Miljard Euro) Geo-MS Tweewegcommunicatie Geo-SMS Alarmering naar gebruikers Tyfoon, Tsjunami, Overstroming, Aardbeving, .. van QPSK naar MBOC berichten van 1561 Mhz naar 1575 Mhz (Zelfde frequentie als GPSIII en Galileo)
11
www.fugro.com
Geostationaire baan • • • • • • •
12
Radius 42.164 km Afstand 35.786 km Satelliet valt even snel als aarde draait. Satelliet draait in 24 uur rond de aarde. Lijkt dus stil te staan Kan alleen in vlak evenaar BDS1.. 5 (zijn Geostationair)
www.fugro.com
BeiDou: Constellatie IGSO-1 IGSO-2
27 MEO
GEO 1
2
3
4
5
IGSO-3
13
www.fugro.com
IGSO Satellietbaan ouderdom in uren Uren
14
www.fugro.com
IGSO zichtbaarheid in Europa
http://www.satflare.com/track.asp?q=37763#TOP 15
www.fugro.com
IGSO Satellietbaan ouderdom in uren Uren
MEO Satellietbanen boven India, Kazachstan Kunnen 24 uur oud zijn 16
www.fugro.com
BeiDou: Ontwikkelplan en status
GPS PDOP waarden met Constellatie van 27 satellieten Van Grelier et al. Date
BeiDou PDOP waarden met constellatie van 35 satellieten
BeiDou: Dekking uiteindelijke constellatie
? ?
18
www.fugro.com
D1-Nav structuur voor MEO en IGSO Satellieten
19
www.fugro.com
BeiDou Signalen • • • • • • • • •
20
ICD (Interface Control Document ) beschikbaar sinds 2012 dec voor B1 en B2 Signaalstructuur voor B3 is bekend door reverse engineering Afstandmeting wordt CDMA (Zoals Galileo BOC1) Chiprate 2.046 Mchips/sec. 15 Meter codelengte Codelengte 1 milliseconde (Zelfde als GPS) Symbolen 50 per sec (Zelfde als GPS) 37 codes gereserveerd Dus maximaal 37 BeiDou Satellieten (Nu 35 Satellieten gepland)
www.fugro.com
BeiDou frequenties
1176.45 MHz 1207.14 Mhz 1227.60 Mhz
1268.52 MHz 1278.75 MHz
1561.098 Mhz 1575.42 Mhz
BeiDou
21
www.fugro.com
BeiDou Electronisch signaal
QPSK = Quatro Phase Shift Keying AB11 = Amplitude van signaal CjB1I = Afstand modulatie signaal DjB11 = Datasignaal
Voordeel: Meer bits per bandbreedte. Nadeel : Gecompliceerder 23
www.fugro.com
BeiDou Nav-D2
24
www.fugro.com
BeiDou en Glonass Klokfout ten opzichte van GPS
BeiDou tijd = 01-Jan-2006 BeiDou Tijd = ~UTC <100 ns
2011
2012
2013
https://www.ion.org/news/upload/Stuart-Riley-Multi-GNSS-Ship-Set.pdf 25
www.fugro.com
Beidou Satellietbaan nauwkeurigheid
27
www.fugro.com
IGS Beidou satellietbaan nauwkeurigheid
28
www.fugro.com
BeiDou Satellietbaan en klokfouten +6 Meter
Gemiddelde -3 cm +/-120 cm standaardafwijking
-6 Meter
29
www.fugro.com
BeiDou horizontale posities in Beijing (Trimble data) Glonass BeiDou BDS Iono GPS- Standard Iono model GPS- Glonass-BeiDou Iono GPS- Glonass-BeiDou Geo Iono
30
www.fugro.com
BeiDou RTK Resultaten vergeleken met GPS
Date 31
www.fugro.com
RTK Verbeteringen met BeiDou 10-40%
80% 60% 40% 30% 20% 10% 0%
0
80% 60%
5
Trimble RTK Analyse • 2 KM tot 22 KM basislijnen Data uit verschillende omgevingen RTK 10%-30% Beter • Goede omgeving • Veel multipad, Bomen, Huizen • 15 basislijnen Meeste in China • 22 km Perth Australia 10 15 20 25 KM • 6 km ChristChurch Nieuw-Zeeland Vergelijking tussen: GPS+GLONASS+QZSS GPS+GLONASS+QZSS BeiDou
RTK 10-70% Beter
40% 30% 20% 10% 0% 32
https://www.ion.org/news/upload/Stuart-Riley-Multi-GNSS-Ship-Set.pdf www.fugro.com
BeiDou L1 Ionosfeermodel • • •
Lijkt op GPS Ionosfeer (Klobuchar) model. BeiDou Model is beter(70%) dan GPS Ionosfeer model (50%). Nauwkeurigheid: • ~1.5 meter op het noordelijk halfrond. • ~3.5 meter op het zuidelijk halfrond.
• • •
‘s Nachts (1.5 Meter afstandcorrectie) Ionoparameters worden alleen in China gemeten. Elke 2 uur worden nieuwe parameters verzonden.
Ionospherische Grid Punten (IGP): • 7.5 – 55 Noorderbreedte. • 70 - 145Oosterlengte. • Lengte 5° x breedte2.5° • 320 IGP.
33
www.fugro.com
BeiDou professionele ontvangers
•
Javad
Triumph Delta-G3TH (2011)
•
Topcon
GR5, B110 (2012)
•
Septentrio
AsteRx3 (2013)
•
Trimble
Netr9, BD9xx, SPS (2013)
•
Novatel
OEMV6 B1 en B2 (2013)
•
Leica
Viva GNSS (2014)
•
Unistrong
Unicore (2011)
•
Fugro
9205G4…
34
www.fugro.com
BeiDou Massamarkt
•
Unistrong
China (2013) 199 Yuan (=26 Euro)
•
Comnav
China (2013)
•
U-Blox
UBX-M8030, BCM47531, (2013)
•
STMicroelectronics
Teseo III chip (2014)
•
Qualcomm (2013)
Totaal 3 Miljard GNSS chips verkocht
•
Broadcom, (2013)
Totaal 500 Miljoen GPS chips in Azië
•
Software Defined Radio’s (SDR) (2014)
•
Hackaday 2014 Maak je eigen GNSS ontvanger voor 20 Euro
35
www.fugro.com
Fugro Missie
Onze missie is om marktleider te zijn in het verzamelen en interpreteren van data verbonden met de aarde. 36
GNSS Workshop Haarlem HSB-NIN-VPN-GEOINFO 12-Dec-2014 Hans Visser
www.fugro.com
G2 GPS + GLONASS Baan/Klok Stations en Fugro Satellieten
37
www.fugro.com
Fugro G4 Tracking netwerk (Dec-2014) IOR Broadcast
38
www.fugro.com
Aantal zichtbare BeiDou Satellieten
3-7
1-7
8-11
3-6
0-4 8-13 2-7
10-14
0-5 8-13 3-9
Min - Max >5° elevation 12-Dec-2014 39
www.fugro.com
Amsterdam 12-Dec-2014
MEO
IGSO
IGSO -4 Minuten per dag
GEO 40
www.fugro.com
Amsterdam 13-Dec-2014
IGSO -4 Minuten per dag
41
www.fugro.com
Amsterdam 01-Jan-2014
42
www.fugro.com
BeiDou Satellieten in zicht in Amsterdam 12-Dec-2014
43
www.fugro.com
BeiDou Satellieten in zicht op 01-Jan-2015 Amsterdam
44
www.fugro.com
Rotterdam Kop van Zuid tussen de wolkenkrabbers
De lokatie is te slecht om goede GNSS positie uit te voeren. (Zelfs met 2 Beidou satellieten). Positie fouten tot 50 meter 45
Hans Visser
www.fugro.com
Fugro Oslo GNSS “Hemel Overzicht.”
46
www.fugro.com
Fugro G4 Oslo GPS, Glonass, BeiDou Horizontaal
10cm
Geen BeiDou
8cm
5cm
3cm
0cm 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 Tijd in UTC 47
2 3 4 5 6 7 8 www.fugro.com
Fugro G4 : Meer is beter G4 = GPS +Glonass + BeiDou + Galileo Maandag 8 December 2014 zendt Fugro BeiDou satellietbaan correcties over de Indian Ocean Region (IOR)
G4 nauwkeurigheid • Kleine verbetering in nauwkeurigheid • Meer BeiDou en Galileo satellieten zullen de oplossing verbeteren • Beter wegen van metingen zal de oplossing verbeteren • BeiDou baan en klok kan beter G4 voordelen • Snellere convergentietijd • Beter detecteren van foutieve metingen door meer satellieten • Betere positie in moeilijke omstandigheden (Havens, Ionosfeer Scintillaties) • Meer frequenties verkleint kans op Interferentie
En nu Galileo!
48
GNSS Workshop Haarlem HSB-NIN-VPN-GEOINFO 12-Dec-2014 Hans Visser
www.fugro.com
Referentielijst http://en.BeiDou.gov.cn/ Officiële BeiDou website (Engels) BeiDou Navigation Satellite System Signal In Space Interface Control Document Open Service Signal (Version 2.0) Dec 2013 http://www.trimble.com/gnssplanningonline Trimble Planning software Email
[email protected]
49
www.fugro.com
