Upload
hydrographic-society-benelux
View
484
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
GNSS Workshop Haarlem HSB-NIN-VPN-GIN 12-Dec-2014
BeiDou : Made in China
北斗卫星导航系统
Hans Visser Xianglin Liu Niels Treffers Fugro Intersite BV
www.fugro.com 2
Navigatie in 2014
www.fugro.com 3
Navigatie in 2020
Met BeiDou
720 Kanalen
Met Galileo
Met Glonass
www.fugro.com 4
Huidige Satellietsystemen
GPS
SBAS
GLONASS Galileo BeiDou
QZSS IRNSS
√ √
India Japan WAAS/ EGNOS
www.fugro.com 5
Is meer GNSS Satellieten beter (Hein 2012)
Ruisvloer No
Horizontale nauwkeurigheid 95% (HDOP)
Signaalruis
Hoogte 95% (VDOP)
Aantal Satellieten
BeiDou BeiDou IRNSS
www.fugro.com 6
BeiDou-1 (Fase-1) (Compas)
BeiDou 1A 30-Oct-2000 59 Oost
BeiDou 1B 20-Dec-2000 80 Oost
BeiDou 1C 25-Mei-2003 110.5 Oost
BeiDou 1D 3-Feb-2007 Mislukt
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
www.fugro.com 7
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.”
www.fugro.com 8
BeiDou-2 Fase 2
BeiDou Satellite Navigation System (BDS) M1 14 Apr-2007 (Testen) G2 15-Apr-2009 (Mislukt) G1 17-Jan-2010 144.5 Oost IGSO-1 01-Aug-2010 118 Oost (55°Z- 55°N) G4 01-Nov-2010 160 Oost IGSO-5 18-Dec-2011 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
www.fugro.com 9
Beidou-2 Lanceringsschema (Wiki)
www.fugro.com 10
GNSS Systems - BeiDou
5 Geostationaire Earth Orbit satellites (GEO) 5 Inclined Geosynchronous Orbit satellites (IGSO) 4 Medium Earth Orbit (MEO)
www.fugro.com 11
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)
www.fugro.com 12
Geostationaire baan
• 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 13
BeiDou: Constellatie
27 MEO
GEO
IGSO-1
1 2 3 4 5
IGSO-2
IGSO-3
www.fugro.com 14
IGSO Satellietbaan ouderdom in uren
Uren
www.fugro.com 15
IGSO zichtbaarheid in Europa
http://www.satflare.com/track.asp?q=37763#TOP
www.fugro.com 16
IGSO Satellietbaan ouderdom in uren
MEO Satellietbanen boven India, Kazachstan Kunnen 24 uur oud zijn
Uren
BeiDou: Ontwikkelplan en status
Date
GPS PDOP waarden met
Constellatie van 27 satellieten
BeiDou PDOP waarden met constellatie van 35 satellieten
Van Grelier et al.
www.fugro.com 18
BeiDou: Dekking uiteindelijke constellatie
? ?
www.fugro.com 19
D1-Nav structuur voor MEO en IGSO Satellieten
www.fugro.com 20
BeiDou Signalen
• 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 21
BeiDou frequenties
BeiDou
1176.45 MHz 1207.14 Mhz 1227.60 Mhz 1268.52 MHz 1561.098 Mhz 1575.42 Mhz 1278.75 MHz
www.fugro.com 23
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
www.fugro.com 24
BeiDou Nav-D2
www.fugro.com 25
BeiDou en Glonass Klokfout ten opzichte van GPS
https://www.ion.org/news/upload/Stuart-Riley-Multi-GNSS-Ship-Set.pdf
2011 2012 2013
BeiDou tijd = 01-Jan-2006 BeiDou Tijd = ~UTC <100 ns
www.fugro.com 27
Beidou Satellietbaan nauwkeurigheid
www.fugro.com 28
IGS Beidou satellietbaan nauwkeurigheid
www.fugro.com 29
BeiDou Satellietbaan en klokfouten
Gemiddelde -3 cm +/-120 cm standaardafwijking +6 Meter
-6 Meter
www.fugro.com 30
BeiDou horizontale posities in Beijing (Trimble data)
Glonass
BeiDou BDS Iono
GPS- Standard Iono model
GPS- Glonass-BeiDou Iono
GPS- Glonass-BeiDou Geo Iono
www.fugro.com 31
BeiDou RTK Resultaten vergeleken met GPS
Date
www.fugro.com 32
RTK 10%-30% Beter
RTK 10-70% Beter
RTK Verbeteringen met BeiDou 10-40%
Trimble RTK Analyse • 2 KM tot 22 KM basislijnen
Data uit verschillende omgevingen • Goede omgeving • Veel multipad, Bomen, Huizen • 15 basislijnen
Meeste in China • 22 km Perth Australia • 6 km ChristChurch Nieuw-Zeeland
Vergelijking tussen: GPS+GLONASS+QZSS GPS+GLONASS+QZSS BeiDou
0 5 10 15 20 25 KM
https://www.ion.org/news/upload/Stuart-Riley-Multi-GNSS-Ship-Set.pdf
80%
60%
40%
30%
20%
10%
0%
80%
60%
40%
30%
20%
10%
0%
www.fugro.com 33
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.
www.fugro.com 34
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…
www.fugro.com 35
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
www.fugro.com 36
Onze missie is om marktleider te zijn in het verzamelen en interpreteren van data verbonden met de aarde.
Fugro Missie
GNSS Workshop Haarlem HSB-NIN-VPN-GEOINFO 12-Dec-2014 Hans Visser
www.fugro.com 37
G2 GPS + GLONASS Baan/Klok Stations en Fugro Satellieten
www.fugro.com 38
Fugro G4 Tracking netwerk (Dec-2014) IOR Broadcast
www.fugro.com 39
Aantal zichtbare BeiDou Satellieten
10-14 2-7
0-5
0-4 1-7
8-13
8-13
8-11
3-9
3-6
3-7
Min - Max >5° elevation 12-Dec-2014
www.fugro.com 40
Amsterdam 12-Dec-2014
GEO
IGSO
MEO
IGSO -4 Minuten per dag
www.fugro.com 41
Amsterdam 13-Dec-2014
IGSO -4 Minuten per dag
www.fugro.com 42
Amsterdam 01-Jan-2014
www.fugro.com 43
BeiDou Satellieten in zicht in Amsterdam 12-Dec-2014
www.fugro.com 44
BeiDou Satellieten in zicht op 01-Jan-2015 Amsterdam
www.fugro.com 45
De lokatie is te slecht om goede GNSS positie uit te voeren. (Zelfs met 2 Beidou satellieten). Positie fouten tot 50 meter
Rotterdam Kop van Zuid tussen de wolkenkrabbers
Hans Visser
www.fugro.com 46
Fugro Oslo GNSS “Hemel Overzicht.”
www.fugro.com 47
Fugro G4 Oslo GPS, Glonass, BeiDou Horizontaal
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 Tijd in UTC
10cm
8cm
5cm
3cm
0cm
Geen BeiDou
www.fugro.com 48
Fugro G4 : Meer is beter
GNSS Workshop Haarlem HSB-NIN-VPN-GEOINFO 12-Dec-2014 Hans Visser
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!
www.fugro.com 49
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]