BeiDou : la Chine devient indépendante avec son système de navigation par satellites

Le 23 juin dernier, la Chine a lancé son 35e satellite BeiDou-3 de troisième génération avec une Long March 3B.

Au total, 55 satellites Beidou ont été lancés en deux décennies.

BeiDou, un projet vieux de plus de 20 ans

Entré en fonctionnement opérationnel au 1er juillet, ce satellite de 3e génération vient ainsi compléter le système de navigation et de positionnement BeiDou composé de 27 satellites en orbite terrestre moyenne (MEO), 5 en orbite géostationnaire circulaire (GEO) et 3 autres en orbites géosynchrones inclinées (IGSO), avec seulement 30 opérationnels (24 MEO, 3 GEO et les 3 IGSO).

Les satellites GEO sont relativement géostationnaires, avec une hauteur orbitale de 35786 km et une inclinaison orbitale de 0 degré. L’altitude de l’orbite des satellites IGSO est la même que celle des satellites GEO mais l’angle d’inclinaison de l’orbite est de 55 degrés. Les satellites MEO sont à environ 21500 km avec une inclinaison orbitale de 55 degrés.

Nommé d’après le terme mandarin pour la Grande Ourse, le projet a été officiellement lancé en 1994.

La Chine a lancé ses deux premiers satellites expérimentaux fin 2000 pour la première version de BDS, qui comprenait finalement quatre satellites. Tous les quatre ont pris leur retraite fin 2012.

Le système BeiDou-2 de deuxième génération, également connu sous le nom de Compass, est devenu opérationnel fin 2011 avec une constellation partielle de 10 satellites qui couvraient initialement la Chine, avant de s’étendre à 20 satellites (14 opérationnels et 6 en backup) et d’offrir une couverture de la région Asie-Pacifique en 2012. Plusieurs dizaines de pays comme le Pakistan, la Thaïlande, le Laos ou encore Brunei utilisent officiellement ce système.

La Chine a commencé à construire la troisième génération du système Beidou en 2017. Entre juin 2019 et juin 2020, le dernier lancement pour compléter la constellation BeiDou-3, ce sont 10 satellites qui ont été mis sur orbite (6 MEO, 2 IGSO, 2 GEO).

Fin 2019, le système était passé d’une zone régionale à un système de navigation mondial.

Le segment sol comprend diverses stations au sol, y compris des stations de commande maîtresse, des stations de synchronisation / liaison montante, des stations de surveillance, ainsi que des installations d’exploitation et de gestion de la liaison inter-satellites.

Être indépendant du GPS américain

Beidou devrait désormais rivaliser avec le système GPS américain, le GLONASS russe et le Galileo de l’Union Européenne en tant que système mondial de navigation par satellite. 

Les signaux civils de Beidou seraient comparables à ceux du GPS.

La précision de positionnement du système a atteint 10 mètres à l’échelle mondiale et 5 mètres dans la région Asie-Pacifique. Sa précision de vitesse est de 0,2 mètre par seconde, tandis que sa précision de synchronisation est de 20 nanosecondes selon l’organisme officiel du système BeiDou chinois.

Les technologies du système BDS-3 ont été considérablement améliorées par rapport au système BDS-2. Les communications, la transmission des données à distance entre satellites peuvent être réalisées grâce à des liaisons inter-satellites.

Les satellites BDS-3 sont équipés d’horloges atomiques à rubidium et à hydrogène de haute précision développées par la Chine, en toute indépendance.

Ces horloges permettent la synchronisation précise nécessaire au calcul du retard à partir du moment où le signal est envoyé et de l’arrivée au récepteur qui à son tour permet le calcul de la distance au satellite. Trois mesures de distance simultanées à trois satellites différents sont nécessaires pour que le récepteur calcule sa position précise.

Un système de navigation aux multiples usages

Le système de navigation et de positionnement Beidou est utilisé dans des secteurs tels que la sécurité publique, les transports, la pêche, l’électricité, la foresterie, la prévention des catastrophes, la gouvernance et les applications grand public. Ce système peut également être utilisé pour la recherche et le sauvetage d’urgence. 

Au cours des cinq dernières années, le système a permis de secourir plus de 10 000 pêcheurs. Plus de 40 000 bateaux de pêche et environ 4,8 millions de véhicules commerciaux en Chine sont équipés de BeiDou.

Le système aide également à surveiller l’intégrité structurelle des autoroutes, des pipelines, des barrages et des ponts.

Plus de 300 millions de téléphones mobiles, soit 40% de tous les smartphones en Chine, peuvent se connecter à BeiDou.

BDS fournit en fait sept types de services aux utilisateurs du monde entier :

• des services de positionnement, de navigation et de temps (PNT, positioning, navigation and timing),
• un service mondial de communication par messages courts (GSMC, global short-message communication),
• un message régional court service de communication (RSMC, regional short-message communication),
• un service international de recherche et de sauvetage (SAR, search-and-rescue),
• le système BDSBAS (BeiDou satellite-based augmentation system) pour l’approche des aéronefs avec un guidage vertical de classe I (APV-I),
• le système BDGAS (BDS/GNSS ground-based augmentation system) pour des applications de haute précision dans de nombreux domaines, tels que la topographie et la cartographie, les ressources du sol, la surveillance des tremblements de terre, le transport et la météorologie, avec le positionnement en temps réel au niveau du mètre, du décimètre et du centimètre, ainsi que le positionnement précis du post-traitement au niveau du millimètre,
• le service PPP (Precise Point Positioning, positionnement précis du point).

La constellation supprime la dépendance militaire chinoise au GPS américain. Beidou renforce en effet les capacités de l’armée chinoise dans des domaines tels que le ciblage d’armes, l’orientation et d’autres services. Le principal avantage du système est de moderniser les forces militaires chinoises et d’intégrer la puissance spatiale dans ses forces terrestres de frappe et ses systèmes de missiles conventionnels à longue portée. 

Le BDS est compatible avec d’autres systèmes de navigation, tels que le GPS, et les utilisateurs peuvent recevoir des services des deux systèmes en même temps, améliorant ainsi la précision de positionnement.

Le système Beidou se coordonnera avec d’autres technologies, telles que la télédétection, Internet, les mégadonnées et le cloud computing, à l’avenir.