Made in China: BEIDOU

Download Made in China: BEIDOU

Post on 11-Jul-2015

475 views

Category:

Technology

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • GNSS Workshop Haarlem HSB-NIN-VPN-GIN 12-Dec-2014

    BeiDou : Made in China

    Hans Visser Xianglin Liu Niels Treffers Fugro Intersite BV

    hans.visser@fugro.com

    PresenterPresentation NotesURL credits:http://www.gpsworld.com/wp-content/uploads/2010/12/satelites.jpg

    http://elib.dlr.de/87748/1/IGNSS_13a_BeiDou.pdf The BeiDou Navigation MessageOliver MontenbruckDLR, German Space Operations Center, GermanyPhone +49(8153)28-1195, fax -1450, oliver.montenbruck@dlr.dePeter SteigenbergerTechnische Universitt Mnchen, Germanysteigenberger@bv.tum.de

  • 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

    PresenterPresentation Noteshttp://scpnt.stanford.edu/pnt/PNT10/presentation_slides/3-PNT_Symposium_Hein.pdf

  • 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

    PresenterPresentation NotesBron: http://en.wikipedia.org/wiki/BeiDou_Navigation_Satellite_System

    BeiDou-1 BeiDou Satelliet Navigatie Experimental Systeem 2000BeiDou 1A 30-Oct-2000BeiDou 1B 20-Dec-2000BeiDou 1C 25-Mei-2003 (Reserve)BeiDou 1D Feb-2007 (Reserve)Frequentie 2491.75 MHz (S-Band)Beter dan 20 Meter nauwkeurigGebruiker kan SMS verzenden (120 karakters)

    2008 BeiDou-1 Ontvangers voor metingen na de 2008 Sichuan aardbeving2009 Alle grenswachten van China krijgen BeiDou-1 ontvangers

  • 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 (55Z- 55N) 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

    PresenterPresentation Noteshttp://www.BeiDou.gov.cn/2014/12/01/2014120161d5b9e6272547ddb9d141b4129491f4.html IMO goedkeuring

  • 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)

    PresenterPresentation NotesSatelliet Constellatie5 Geostationaire banen (Ook werkend met BeiDou 1)3 Inclinatie Geosynchrone banen (IGSO)27 in geMiddelde Aardbanen (MEO)Symetrische t.ov. De evenaar

    21,528 kmInclinatie 5512h53m (-14 Minuten per dag eerder) (GPS 4 minuten per dag eerder)

  • www.fugro.com 11

    BeiDou Fase 3

    2017/2020 Wereldwijd beschikbaar met 35 BDS satellieten Vrije Service

  • 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

    PresenterPresentation NotesVerbeteren van dekking in stedelijke gebieden in China (en Australie)

  • 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.

    PresenterPresentation Noteshttp://forschung.unibw-muenchen.de/papers/zq9eyufngj0khajqqfxtwxozhi6qx3.pdf

  • 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

    PresenterPresentation Noteshttp://en.wikipedia.org/wiki/Phase-shift_keying

  • www.fugro.com 24

    BeiDou Nav-D2

    PresenterPresentation NotesWordt verzonden door de Geo satellietenNavigatie bericht is 1 uur geldig500 bps (Dus veel data)30 Seconden voor complete informatieDuurt 12 minuten om alles te verzendenElke week ververstIntegriteitDGPS correcties (Zelfde functie als EGOS/WAAS/= SBAS)Regionale Gebruiker nauwkeurigheidWeeknummer 0-8192 = (02-Jan-2063) (The next millennium bug)BeiDou klokfout t.o.v. GPS en Glonass wordt verstuurd

  • 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

  • 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

    PresenterPresentation NotesSystem in Space Range ErrorBeiDou 120 cm GPS All 80 cmGPS IIR 60 cmGPS IIF 30 cm

  • 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

    PresenterPresentation Noteshttps://www.ion.org/news/upload/Stuart-Riley-Multi-GNSS-Ship-Set.pdf

  • www.fugro.com 31

    BeiDou RTK Resultaten vergeleken met GPS

    Date

    PresenterPresentation NotesFugro Protrack RTK baseline results

  • 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%

    PresenterPresentation Noteshttps://www.ion.org/news/upload/Stuart-Riley-Multi-GNSS-Ship-Set.pdf

  • 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.

    PresenterPresentation Noteshttp://ch.whu.edu.cn/EN/10.13203/j.whugis20120716 ZHANG Qiang,ZHAO Qile,ZHANG Hongping. Evaluation on the Precision of Klobuchar Model forBeiDou Navigation Satellite System[J]. GEOMATICS AND INFORMATION SCIENCE OF WUHAN UNIVERS, 2014, 39(2): 142-146.

  • 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

    PresenterPresentation Noteshttp://hackaday.com/2014/01/17/20-gpsglonassBeiDou-receiver/

    http://www.geospatialworld.net/Paper/Technology/ArticleView.aspx?aid=30942

    BeiDou Radiobakens http://english.cntv.cn/2014/05/09/ARTI1399617550586754.shtml

  • 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 Azi

    Software Defined Radios (SDR) (2014)

    Hackaday 2014 Maak je eigen GNSS ontvanger voor 20 Euro

    PresenterPresentation Notes http://hackaday.com/2014/01/17/20-gpsglonassBeiDou-receiver/(2014)

  • 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

    PresenterPresentation NotesOur mission is to be the worlds leading service provider in the collection and interpretation of data relating to the Earths surface and sub-surface, and in the support of infrastructure developments on land, at the coast and on the seabed.

  • 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/ Officile 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 Hans.visser@fugro.com

    BeiDou : Made in ChinaNavigatie in 2014Navigatie in 2020Huidige SatellietsystemenIs meer GNSS Satellieten beter (Hein 2012)BeiDou-1 (Fase-1) (Compas)BeiDou en GalileoBeiDou-2 Fase 2Beidou-2 Lanceringsschema (Wiki) GNSS Systems - BeiDouBeiDou Fase 3Geostationaire baanBeiDou: ConstellatieIGSO Satellietbaan ouderdom in urenIGSO zichtbaarheid in EuropaIGSO Satellietbaan ouderdom in urenBeiDou: Ontwikkelplan en status BeiDou: Dekking uiteindelijke constellatieD1-Nav structuur voor MEO en IGSO SatellietenBeiDou SignalenBeiDou frequentiesBeiDou Electronisch signaalBeiDou Nav-D2BeiDou en Glonass Klokfout ten opzichte van GPSBeidou Satellietbaan nauwkeurigheidIGS Beidou satellietbaan nauwkeurigheidBeiDou Satellietbaan en klokfoutenBeiDou horizontale posities in Beijing (Trimble data)BeiDou RTK Resultaten vergeleken met GPSRTK Verbeteringen met BeiDou 10-40%BeiDou L1 IonosfeermodelBeiDou professionele ontvangersBeiDou MassamarktFugro MissieG2 GPS + GLONASS Baan/Klok Stations en Fugro SatellietenFugro G4 Tracking netwerk (Dec-2014) IOR BroadcastAantal zichtbare BeiDou SatellietenAmsterdam 12-Dec-2014Amsterdam 13-Dec-2014Amsterdam 01-Jan-2014BeiDou Satellieten in zicht in Amsterdam 12-Dec-2014BeiDou Satellieten in zicht op 01-Jan-2015 AmsterdamRotterdam Kop van Zuid tussen de wolkenkrabbersFugro Oslo GNSS Hemel Overzicht.Fugro G4 Oslo GPS, Glonass, BeiDou HorizontaalFugro G4 : Meer is beterReferentielijst