BeiDou Navigationssystem erklärt: Wie es sich von GPS abhebt

Chinas Weg zum globalen Navigationssystem

Die chinesische Raumfahrtbehörde (CNSA) ist weder die älteste noch die größte der Welt, steht aber kurz davor, eine Leistung zu vollbringen, die nur wenigen gelang: den Aufbau eines vollständig funktionsfähigen globalen Navigationssatellitensystems (GNSS).

Ein GNSS bietet weltweite georäumliche Dienste. Bisher sind nur das amerikanische GPS und das russische GLONASS vollständig operational. Die meisten Leser kennen GPS und GLONASS – aber was ist mit BeiDou (BDS)? Das ist Chinas premieres Satellitennavigationssystem, ausschließlich von der CNSA betrieben.

Die Idee entstand in den 1980ern als Reaktion auf US-Militärtechnologien im All. Benannt nach dem Großen Wagen (Big Dipper) im Sternbild Großer Bär. Wie GPS, GLONASS und Galileo zielt BeiDou auf globale Dienste mit höherer Genauigkeit ab.

Drei Entwicklungsphasen

Das Projekt war in drei Phasen gegliedert:

• BeiDou-1 (ab 2000): Experimentelle Phase, 4 Satelliten in geostationärer Umlaufbahn (GEO). Abdeckung: 70°–140° Ost, 5°–55° Nord. 2012 abgeschaltet.
• BeiDou-2 / COMPASS (ab 2007): 19 Satelliten (2 stillgelegt), ab 2011 voll operativ, ab 2012 für Asien-Pazifik geöffnet. Abdeckung: 55°–180° Ost, 55° Süd–55° Nord.
• BeiDou-3 (ab 2015): 35 Satelliten geplant (27 MEO, 5 IGSO, 3 GEO), davon 19 bereits im Orbit. Neue Frequenzbänder, SAR- und SBAS-Fähigkeiten. Globale Betriebsbereitschaft ab 2020 erwartet.

Genauigkeit und Frequenzen

Wie GPS und Galileo bietet BeiDou zwei Dienstniveaus:

• Zivil: Ortungsgenauigkeit 10 m, Zeitsynchronisation 10 ns.
• Militärisch (restricted): 10 cm Genauigkeit, erweiterte Datenübertragung. Bisher nur für chinesische und pakistanische Streitkräfte zugänglich.

BeiDou-2 nutzt vier Frequenzbänder (E1, E2, E6, E5B), die sich mit Galileos Bändern überlappen. Das birgt Interferenzrisiken – besonders in E1/E2, die Galileo für öffentliche Dienste nutzt. Die ITU-Regel „first come, first served“ gibt dem Erstnutzer Vorrechte. China wird diese Bänder vor Galileo belegen und sich so Primärrechte sichern.

Kommerzieller Erfolg

In China ist BDS kommerziell erfolgreich: 2015 generierten Firmen wie CASIC und AutoNavi über 31 Mrd. USD (200 Mrd. Yuan) Umsatz. Bis 2020 könnten es 400 Mrd. Yuan werden. Seit 2013 unterstützen viele chinesische Smartphones BeiDou. Millionen Nutzfahrzeuge und tausende Fischerboote nutzen BDS.

Unterschiede zu GPS

Ein unabhängiges Satellitennavigationssystem ist strategisch entscheidend – besonders für China angesichts geopolitischer Spannungen mit den USA. Die US-Armee kann GPS-Dienste über beliebigen Regionen deaktivieren.

Technisch ähneln sich beide: GPS hat 31 Satelliten, BeiDou-3 wird 35 haben. Bei voller Betriebsbereitschaft (2020) soll BeiDou präzisere Ortung bieten als GPS. 2016 wurde Millimetergenauigkeit (nach Post-Processing) angekündigt – zehnmal präziser als bestes GPS.

GPS nutzt in Nordamerika oft WAAS (Wide Area Augmentation System) für höhere Genauigkeit. GPS III (7. Generation) ist in Entwicklung. Aktuell: GPS horizontal ~25 m, vertikal ~30 m. Chinesische Quellen nennen für BDS <1 cm horizontal, <3 cm vertikal – weit besser als GPS.

Weitere Navigationssysteme

• Galileo (EU): 26 Satelliten + 6 weitere geplant. Unabhängiges, hochpräzises System für Europa.
• NAVIC / IRNSS (Indien): 4 Satelliten (+3 geplant). Regionale Dienste, 10 m (offen) / 10 cm (restricted). Keine globalen Pläne.
• QZSS (Japan): GPS-kompatibles Augmentationssystem. 4 Satelliten (bis 2023: 7), drei in hochgeneigten geosynchronen Orbits (Analemma-Muster) für permanente Präsenz über Japan.

Die Abhängigkeit von GPS allein nimmt ab. Spannend wird, wie sich BeiDou gegen GPS, GLONASS und Galileo behauptet.