¿Qué es y cómo funciona BEIDOU?

By Juan Carlos García GPS Total EWebik

¿Qué es y cómo funciona BEIDOU?

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¿Qué es BEIDOU?

Es un sistema de posicionamiento vía satélites (¿Qué son los satélites?) desarrollado por la República Popular China y desde el año 2000 se encuentra en operación la fase BeiDou-1, la cual solo da servicio en china y países aledaños. Si continúas leyendo conocerás los aspectos más importantes de este sistema de navegación por satélite que convierte a China en el tercer país que cuenta con un sistema de posicionamiento por satélite operativo.

 

 

Orígenes e historia del sistema BEIDOU

Un dato curioso es que la palabra BEIDOU es el nombre que China le ha dado a la constelación de la OSA Mayor y, por lo tanto, nombrar BEIDOU a un Sistema de Navegación por Satélite es una forma muy acertada de referirse a las constelaciones de satélites artificiales que componen a este sistema de posicionamiento.

Se tiene registro de que China decidió y comenzó a estudiar la navegación por satélite desde finales de los años 70’s, sin embargo, fue hasta los años 80’s en que China desarrollo su primera teoría de navegación por satélite llamada “Twin-Star”.

En 1989, China probo su teoría Twin-Star en dos satélites de comunicaciones experimentales de nombre DFH-2A lo que demostró que Twin-Star tiene grandes posibilidades de competir directamente con el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) por lo que para el año 1993 los líderes chinos aprobaron el sistema de navegación por satélite.

 

satelites beidou

 

Generaciones del sistema BEIDOU

Hoy en día este sistema de navegación por satélite lo podemos dividir en dos generaciones operativas y son las siguientes:

 

Generación Compass o BeiDou-1 (BD-1)

Desde el 2000 esta primera generación de satélites quedo operativa como un sistema de posicionamiento regional ya que solo daba servicio en China y en países aledaños, fue desarrollada por la Academia de Tecnología Espacial de China (CAST) proporcionando datos de posicionamiento para usos comercial y militar en China y algunas zonas de Asia oriental, esta red comprende dos satélites operativos y uno de respaldo.

Los dos primeros satélites de esta generación fueron nombrados como BeiDou 1A y BeiDou 1B y fueron lanzados al espacio desde el centro de lanzamientos de satélites en Xichang el 31 de octubre del 2000 y 21 de diciembre del mismo año respectivamente.

A finales del 2001 el sistema dio sus primeras señales de vida proporcionando los primeros datos navegación y posicionamiento y para el 2003 se lanzó el tercer satélite de nombre BeiDou 1C que tenía la funcionalidad de satélite de respaldo, con el lanzamiento de este tercer satélite se pone en completo funcionamiento este sistema de navegación por satélite dando servicio únicamente en China.

En el 2004 el gobierno chino permite a los civiles hacer uso de este sistema, lo que convierte a China en el tercer país con un sistema de navegación por satélite operativo en el mundo.

 

Generación BeiDou-2 (CNSS)

Con esta segunda generación se planea que este sistema salga de ser un sistema de posicionamiento regional y pase hacer un fuerte competidor del sistema GPS ya que brindara servicios de posicionamiento global de forma gratuita como lo hace el GPS y el sistema GLONASS

Esta segunda generación es capaz de proporcionar posicionamiento 3D pasivo en tiempo real y permite la medición de velocidad, en primera instancia proporcionara posicionamiento de alta precisión a los usuarios en China y áreas aledañas con un área aproximada de 120 grado de longitud en el hemisferio norte.

CNSS o BeiDou-2 proporcionará dos tipos de servicios, el primero será civil con una precisión de 10 metros en posicionamiento, velocidad con una precisión de 0.2 m/s, y con una precisión en tiempo de hasta 50 nanosegundos, y su segundo servicio será de uso militar o para usuarios autorizados con presiones mucho más altas que las civiles.

Para que esta segunda etapa pueda dar servicio a nivel mundial se planea que tenga entre 25 y 35 satélites, que incluyen 4 satélites en órbita estacionaria 58.75 ° E, 80 ° E, 110.5 ° E y 140 ° E, estos satélites se basan en el bus satelital DongFangHong 3 (DFH-3), con una vida útil diseñada de ocho años.

 

¿Cómo calcula BEIDOU la posición?

En primera instancia la estación de control central o maestra envía señales de consulta a los usuarios a través de los dos satélites activos y cuando los receptores reciben estas señales devuelven una respuesta a ambos satélites. La estación maestra recibe las señales de respuesta enviadas por los receptores desde los dos satélites y calculan la posición 2D del usuario en función del diferencial de tiempo entre las dos señales.

La posición 2D obtenida es comparada con un mapa territorial digitalizado que se encuentra almacenado en la base de datos de este sistema de posicionamiento que da como resultado la posición 3D del receptor o usuario, luego esta posición es enviada a través de los satélites que utilizan una comunicación cifrada.

Los usuarios pueden transmitir mensajes cortos de hasta 120 caracteres chinos a la estación central a través de los satélites.

 

Constelación de satélites BEIDOU

BeiDou-1 cubre la región comprendida entre la longitud 70°~140° E y latitud 5°~55° N, de lo cual dos satélites se encuentran en órbita geoestacionaria a 80 ° E y 140 ° E y el satélite de respaldo está posicionado a 110.5° E. Cada satélite transmite a 2491.75 +/- 4.08MHz y los receptores terrestres transmiten en 1615.68MHz.

El sistema permite posicionar un objeto en la superficie de la tierra con una precisión de entre 20 a 100 metros utilizando un método diferencial que requiere únicamente dos satélites y una referencia en tierra.

Se espera que antes de terminar el 2018 se lancen 18 satélites operativos lo que convertirá a china en el tercer país en tener un sistema de posicionamiento por satélite a nivel mundial y para el año 2020 se espera que aumente a 35 satélites orbitando la tierra de los cuales, 5 satélites estarán en órbita estacionaria a una altura aproximada de 35 786 km, 27 satélites en órbita terrestre media (MEO) y 3 en geosincrónica inclinada.

 

Control terrestre BEIDOU

Al momento se tiene una estación de control maestra responsable del control de la constelación de satélites y del procesamiento de las mediciones recibidas, y tres estaciones de seguimiento terrestre en Jamushi, Kashi y Zhanjiang, además cuenta con 30 estaciones de monitoreo que recopilan datos de todos los satélites a la vista.

 

Usuarios BEIDOU

El segmento de usuario para este sistema de posicionamiento cuenta con dimensiones más grandes, con antenas de hasta 20 centímetros y suelen ser más pesados debido a que utilizan baterías más potentes, lo que los hacen más costosos en comparación con los receptores GPS. Esto se debe a que el sistema BEIDOU requiere transmisores de doble vía para comunicarse con la estación central o maestra a través de los satélites en órbita.

Actualmente el sistema tiene la capacidad para atender a un máximo de 540,000 usuarios por hora y a 150 usuarios de manera simultánea.

BEIDOU también contara con un servicio abierto y gratuito para la comunidad de desarrollo, con una precisión de 20 metros, 50 nano segundos y velocidad de 0.2 m/s., entre otros usos como él envió de mensajería de caracteres limitados o mensajes cortos.



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Juan Carlos García

Desarrollador de sistemas web satelitales y posicionamiento web


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