北斗, het chinese GPS

Januari 2012 had China een verrassing: 北斗 (beidou, het chinese GPS) wordt operationeel en beschikbaar gemaakt voor de hele wereld. Ze hebben de signaalspecificaties gepubliceerd in een interface control document (ICD). Met dit document kunnen makers van navigatieapparaten ondersteuning voor 北斗 inbouwen in hun apparaten. Intussen zijn de eerste ontvangers op de markt. De chinese markt wel te verstaan want door de banen van de satellieten is het systeem op dit moment nog nauwelijks bruikbaar buiten China.

北斗 heeft al een geschiedenis achter de rug. Het is begonnen als puur militair systeem. In de eerste versie werden ontvangers gebruikt die niet zelf hun eigen positie berekenden zoals dat bij GPS en Glonass werkt. Een 北斗 ontvanger ontving geen tijdsignalen van de satellieten maar stuurt zelf een bakensignaal uit naar de satellietconstellatie. De satellietconstellatie bestond uit een drietal geostationaire satellieten. Vanaf de satellieten ging het bakensignaal naar een centraal grondstation. Hier werd vervolgens de positie van de ontvanger berekend en teruggestuurd naar de ontvanger. Het lijkt gecompliceerd, maar hierdoor was atoomklokprecisie aan boord van de satellieten niet nodig. Het systeem was al in 2000 operationeel. Simpel en bruikbaar voor militaire toepassingen, waarbij het aantal ontvangers beperkt blijft.

Het modernere 北斗-2 is expliciet ook bedoeld voor civiele toepassingen. De voordelen voor een systeem met actieve ontvangers, zoals GPS, Glonass en Galileo, is dat het aantal ontvangers niet beperkt is en dat de ontvangers behalve hun locatie de tijd met atoomklokprecisie krijgen. Dat laatste is minstens zo belangrijk als de plaats. Wie een veiligheidssysteem voor een hogesnelheidstrein wil moet zorgen dat de systemen in het systeem dezelfde klok hanteren. Ook voor banktransacties zijn de eisen aan de tijdmarkering zo hoog dat je een systeem van gesynchroniseerde atoomklokken nodig hebt, en een satellietnavigatiesysteem biedt zulke nauwkeuruge tijden. Dat China een eigen plaatsbepaling systeem ligt voor de hand. Twee landen hebben nu een operationeel systeem, en beiden zijn geen bondgenoten van de chinezen. China heeft nog enige tijd meegwerkt aan Galileo, maar daar zjin ze met goede redenen uitgestapt. Omdat ze wel mee mochten betalen maar geen zeggenschap kregen of zelfs maar een stem in de beleidsvorming hebben de chinezen besloten dat ze beter af waren met een eigen systeem. De ironie is dat de hun systeem operationeel hadden terwijl Galileo nog steeds voortmodderde in de pretest fase. De chinezen wisten hun eigen systeem dus sneller om te bouwen tot een echt operationeel navigatieysteem dan de europeanen, die in dezelfde tijd nog niet eens van ontwerp tot testsysteem wisten te komen.

In een opzicht verschilt 北斗-2 wel van de andere navigatiesystemen: het maakt nog steeds gebruik van geostationaire satellieten voor de plaatsbepaling zelf. 北斗-2 heeft maar een beperkt aantal (5 op dit moment) satellieten in een baan die ze over de hele Aarde laat vliegen (mid Earth orbit, MEO banen). De andere satellieten zijn geostationair, en staan dus stil boven China. Een andere groep is geostationiar met inclinatie. Deze satellieten lijken vanaf de grond open en neer te gaan aan de hemel. Hetzelfde type baan wordt ook in het japanse systeem gebruikt maar daar alleen voor het augementatiesignaal. Al deze satellieten zijn dus het best vanuit China te zien. De satellieten in de geostationaire banen met inclinatie zijn vanuit Europa wel te zien in het bovenste helft van hun lus. We zien echter meestal niet genoeg satellieten om ook een locatie te kunnen berekenen in Europa. 北斗-2 blijft dan ook een lokaal systeem voor China zelf. Tenminste tot 2020, wanneer het systeem voldoende satellieten in een MEO baan heeft om globaal te kunnen werken.

Voor wie niet wachten wil: je kan een simpel ontvangertje uit Taiwan bestellen. Het is een heel klein ontvangertje met een Arduino compatibele processor erop. Het is een zelfbouwapparaat wat je dus ook zelf kunt programmeren. Je kan dus je eigen ontvanger in elkaar zetten. De navspark werkt in ieder geval prima. Ik heb er één besteld. Je kan hem via USB aan een computer hangen en via een programma van de leverancier uitlezen. Het laatste plaatje bij dit stukje is een screenshot. Zoals je ziet kan de navspark een gecombineerde oplossing voor je locatie berekenen uit een combinatie van GPS en 北斗 satellieten. Je kan er een eenvoudige display aan verbinden (ik heb een oude Nokia LCD gebruikt) en je hebt een echte 北斗 ontvanger.

Zoals je kunt zien aan de skyplot is de beschikbaarheid van 北斗 satellieten boven Europa niet gweldig. De satellieten die boven China hun 8tjes draaien verschijnen af en toe boven de oostelijke horizon, één van de geostationaire satellieten staat hoog genoeg om vanuit Europa zichtbaar te zijn. Verder ben je afhankelijk van de MEO satellieten, en die verschijnen maar af en toe boven de horizon.

Langzaam maar zeker verschijnen meer telefoons op de markt met 北斗 ondersteuning. Ik was verrast de mijn telefoon van de Aldi ook 北斗 satellieten ontvangt. Het laatste plaatje laat de skyview van een navigatie app zien. De satellietnummers boven de 200 zijn 北斗 satellieten.

De navspark ontvangers zijn te bestellen via de:

.