Кое е по-добро: Glonass, GPS или Galileo? Приложение на технологиите Glonass Глобални навигационни системи GPS и Glonass

Кое е по-добро: GLONASS, GPS или Galileo?

IN модерен свят, Където нормално функциониранеТъй като отделните индустрии пряко зависят от качеството на услугите, предоставяни в областта на навигационните спътникови системи, въпросът никак не е празен.
Днес има няколко сателитни навигационни системи, предназначени да определят местоположението и точното време, както и параметрите на движение (скорост и посока на движение и т.н.) за земни, водни и въздушни обекти.

От гледна точка на достъпност и приложение интерес представляват четири системи: руската GLONASS, американската NAVSTAR GPS, европейската система Galileo и китайската система BeiDou/Compass.
GPS системите GLONASS и NAVSTAR са напълно работещи и глобални.

Ориз. 1. Съществуващи средства за навигация и поддръжка на времето.

На различни етапи на въвеждане в експлоатация са системите Galileo и BeiDou/Compass, които в бъдеще ще предоставят и глобални услуги.

Ориз. 2. Усъвършенствани средства за навигация и поддръжка на времето.

Състав на навигационни системи.
Всяка сателитна навигационна система се състои от три основни сегмента:

• Космически сегмент или орбитално съзвездие;
• Наземен сегмент;
• Потребителски сегмент.

Орбиталното съзвездие на системата ГЛОНАСС е представено от 30 космически кораба, от които към 29 юни 2014 г. 23 са в системата, 2 са в резерв. Оставащи сателити на етап пускане в експлоатация или поддръжка. Космическият кораб се върти в кръгови орбити в три орбитални равнини на височина 19 100 км. Броят на сателитите във всяка орбитална равнина е 8.

GPS орбиталното съзвездие NAVSTAR включва 32 космически кораба, въртящи се в кръгови орбити в 6 орбитални равнини на височина 20 183 km. Броят на сателитите във всяка орбитална равнина е 4.

Орбиталното съзвездие на системата Галилео ще се състои от 30 спътника (27 оперативни и 3 резервни). Планира се пълното разгръщане на орбиталното съзвездие през 2016 г., когато всичките 30 спътника (27 оперативни и 3 резервни) ще бъдат изведени в орбита. Орбиталното съзвездие на системата GALILEO ще бъде разположено в три равнини, наклонени спрямо екватора под ъгъл от 56 градуса на височина 23224 km, с 9 спътника във всяка орбитална равнина.

Орбиталното съзвездие на системата Beidou/Compass ще се състои от 36 космически кораба, 5 космически кораба ще бъдат в геостационарна орбита; 5 космически кораб в наклонена геосинхронна орбита; 24 космически кораба в средна околоземна орбита. Останалите сателити могат да образуват орбитален резерв. Подобно разположение на орбиталното съзвездие ще осигури на системата денонощно глобално покритие на земната повърхност.

Най-голям интерес представляват GPS системите GLONASS и NAVSTAR.

И двете системи са приблизително еднакви по точност на измерване. По данни на системата за диференциална корекция и мониторинг към 30 юни 2014 г. точността на двете системи е 5-7 м. Американската система има по-развита мрежа от станции, предаващи корекции за диференциалния режим. Тези станции, разположени в САЩ, Канада, Япония, Китай, ЕС и Индия, позволяват да се намали грешката в тези страни до 1-2 m.

В същото време руските станции за диференциална корекция са разположени предимно на територията на Руската федерация.
Настоящата мрежа от наземни станции включва 14 станции в Русия, една станция в Антарктика и една в Бразилия. Развитието на системата включва разполагането на осем допълнителни станции в Русия и няколко станции в чужбина (допълнителни станции ще бъдат разположени в страни като Куба, Иран, Виетнам, Испания, Индонезия, Никарагуа, Австралия, две в Бразилия и една допълнителна ще да се намира в Антарктика).

Безспорното предимство на домашната система е повече висока точноств околополярните региони на Земята поради по-големия наклон на орбитите.

Според Reuters служители на шведската компания Swepos, която поддържа национална мрежа от сателитни навигационни станции, са признали предимството Руска системаГЛОНАСС навигация през американски GPS.

Според Бо Йонсон, заместник-ръководител на отдела за геодезически изследвания, GLONASS осигурява по-точно позициониране в северните ширини: „той (GLONASS) работи малко по-добре в северните ширини, защото сателитите му са на по-високи орбити и ние ги виждаме по-добре от GPS сателитите. ” Йонсон каза, че 90% от клиентите на неговата компания използват Glonass в комбинация с GPS. Трябва да се отбележи, че г-н Jonsson не е съвсем точен тук. Най-вероятно не говорим за височината на орбитите, орбитите на GPS спътниците са малко по-високи от тези на GLONASS, а за наклона на орбиталните равнини: 64,80 за системата GLONASS срещу 550 за системата GPS.

Все пак най-добрата точност на местоположението се постига при използване на устройства, които могат да приемат сигнали както от системата GLONASS, така и от системата GPS.
Факт е, че за точно определяне на координатите са ви необходими четири спътника от една или друга система. В повечето случаи обаче това определение дава доста ниска точност: трудно е да се използва в градски райони за решаване на определени проблеми.
Тъй като броят на наблюдаваните сателити се увеличава, точността се увеличава. Обикновено се наблюдават 6-9 GPS сателита. Ако работим в затворени зони: в планината, в гората, особено в градски пейзаж, когато всъщност се разхождаме в джунглата, тогава броят на спътниците, които виждаме, може да бъде значително намален - или геометрията на тяхното местоположение може стават неефективни.
Например сателитите могат да се наредят по протежение на улицата. В този случай общият брой сателити, които можем да наблюдаваме, е много важен аспект: колкото повече са, толкова по-високо е качеството в такива тесни условия. И така, според данните на същата система за диференциална корекция и мониторинг към 30 юни 2014 г., точността на навигационните определяния при съвместно използване на GLONASS и GPS се увеличава до 3-5 m.

Диаграмите по-долу показват наличието на системи GLONASS и GPS според системата за диференциална корекция и мониторинг към 30 юни 2014 г.
Тук PDOP е намаляването на точността на позицията.

Ориз. 3. Наличие на GNSS GLONASS.

Фиг.4. Наличие на GNSS GPS.

Фиг.5. Наличие на GNSS GLONASS + GPS.

Предвижда се повишаване на точността и на двете системи.

До 2015 г. точността на системата GLONASS ще бъде увеличена до 1,4 м, до 2020 г. - 0,6 м, с последващо увеличение на този показател до 10 см. GPS системата, след изстрелването на спътници от ново поколение в орбита, ще предостави на своите потребители точност от 0,6-0,9 м. При използване на диференциален режим днес вече е възможна точност от 0,1 м.
Очаква се системата Galileo да осигури 30 см точност при ниски географски ширини, като едновременно с това получава сигнали от 8-10 сателита. Поради по-висока орбита от GPS сателитите, ще бъде осигурена точност от 1 m на ширината на Арктическия кръг.
Твърде рано е да се говори за точността на системата Beidou/Compass днес, тъй като системата не е напълно внедрена. Въпреки това на 8 май 2014 г. системата премина експертен тест, по време на който беше установено, че нейната точност е по-малка от 1 м. Според академика на Китайската академия на науките Ян Юанси, точността на сателитната система BEIDOU при работа в диференциален режим надвишава този на GPS системата.

По отношение на надеждността на системата и поддържането на космическото съзвездие в момента водеща е американската GPS система. Важна разлика между системата ГЛОНАСС и системата GPS е, че спътниците ГЛОНАСС в своето орбитално движение нямат резонанс (синхрон) с въртенето на Земята, което им осигурява по-голяма стабилност.

За опасностите.

На 2 април 2014 г. се случи сериозна повреда в системата ГЛОНАСС. В продължение на почти 11 часа всичките 24 сателита на системата дават неверни данни, т.е. системата се оказа неработеща. Функционалността на системата е възстановена, а причините се изясняват. Въпросът дали подобни ситуации могат да се повторят остава открит.
Но не всичко е гладко по отношение на поддържането на необходимия брой космически кораби в орбиталното съзвездие и в GPS.

През 2009 г. GAO издаде доклад за бъдещето на GPS, който изрази загриженост, че орбиталното съзвездие може да не е в състояние да поддържа адекватна производителност между 2010 г. и 2018 г. (бюлетин за проектиране и тестване на системата, май 2009 г., GPS World, 27 май 2009 г. ). Брад Паркинсън, първи директор на Изпълнението GPS програми, главният архитект и защитник на GPS, каза: „Възможно е съзвездието да се окаже с по-малко от 24 сателита.“

Има ли нужда Русия собствена системасателитна навигация? Определено е необходимо. Без използването на съвременни навигационни технологии ще бъде трудно да се гарантира конкурентоспособността на националната икономика.

Не можем да пренебрегнем и факта, че системата GPS, подобно на руската ГЛОНАСС, се контролира от военните ведомства. Следователно, превръщането на руската икономика в зависимост от американския GPS, като се вземат предвид възможностите на селективния режим на достъп и умишленото „огрубяване“ или изкривяване на сигнала над определена географска територия, както и съществуващите техногенни, икономически и други рискове , е най-малкото късоглед. Особено в контекста на икономическите санкции, насочени основно към отслабване на позициите на Русия на международната икономическа арена и нов кръг на „студена“ конфронтация между Русия и блока НАТО.

Поради опасения, че системите ГЛОНАСС могат да бъдат използвани за военни цели, Държавният департамент на САЩ отказа да издаде разрешения на Роскосмос за изграждането на няколко руски измервателни станции на американска територия. В отговор на забраната работата на станциите за GPS системата в Руската федерация беше спряна от 1 юни 2014 г. И още на 1 септември работата на тези станции може да бъде спряна. Деактивирането на наземните станции ще засегне само свръхпрецизното позициониране, което не се използва за граждански цели.
Все пак случаят е доста показателен. Що се отнася до „Галилео“, системата е ярък пример за не особено успешен опит за създаване на глобална навигационна спътникова система с частен капитал на търговска основа, тоест смесване на функциите на държавата и бизнеса. Това вече забави европейската система Галилео с няколко години.

Според експертите системата "Галилео" може да заработи напълно след 2014 г. Отворени и търговски услуги ще бъдат достъпни за потребителите на системата (с изключение на авиацията, търговския флот, правителствени и военни организации, разузнавателни агенции, служби за спасяване и търсене). Отворената услуга ще предостави на потребителите безплатен сигнал с ниво на точност модерни системи. Няма да има гаранция за получаването му.
Благодарение на постигнатите компромиси с правителството на САЩ, използваният формат на данните, използван също и в модернизираните GPS сигнали, ще позволи системите GPS и Galileo да се допълват. Търговската услуга ще предостави кодиран сигнал, позволяващ подобрена точност на позициониране. Предвижда се правата за използване на сигнала да се препродават чрез доставчици. Предлага се гъвкава система за плащане в зависимост от времето на използване и вида на абоната. Очевидно потребителите на системата Galileo в области, където се изисква висока точност на позициониране, ще трябва да понесат допълнителни разходи за използването на системата.
Системата Beidou/Compass е в търговска експлоатация от декември 2012 г. Системата ще предоставя на потребителите данни за позиция, скорост и точен час. Данните ще се предоставят чрез отворени канали. В допълнение към специфичните за индустрията възможности за използване на системата, разработчиците обявиха и възможността за обмен на текстови съобщения между абонатите на системата.
Личните потребители на системата ще могат да използват услугата, за да предоставят информация за близки хотели, ресторанти, паркинги и културни обекти, като изпращат текстови съобщения до местни доставчици на услуги. Доставчиците на услуги веднага ще намерят необходимата информация, въз основа на местоположението на потребителя и след това изпращане на електронна карта, например, до телефона на потребителя. Потребителят ще може също така да получава услуги с добавена стойност, като резервация на хотелска стая, маса в ресторант или поръчка място за паркиране.

Въпреки че работата по съвместимостта на системите Beidou/Compass и GLONASS започна през 2014 г., все още не е известно дали пълната функционалност на системата Beidou/Compass ще бъде достъпна за руските потребители.

Ориз. 6. Текуща зона на покритие на системата Beidou.

Така днес в света има две наистина глобални сателитни навигационни системи: ГЛОНАСС и GPS.

Днес никой не може да даде категоричен отговор на въпроса коя система е по-добра.

Какво да използвате: руската система GLONASS, поддържаща местен производител, или да използвате GPS системата с риск да бъдете прекъснати от системата в най-неподходящия момент? Предимствата от използването на оборудване, което поддържа както GLONASS, така и GPS, са очевидни, защото от позицията на обикновен потребител, отколкото с голяма сумаглобалните сателитни навигационни системи са в състояние да управляват своето оборудване, толкова по-добре по отношение на наличността и качеството на услугите за дефиниране на навигация.

Вече днес на пазара можете да намерите дву- или трисистемно оборудване, което в допълнение към GPS и GLONASS може да работи със сигнали на Galileo. Ако орбиталните съзвездия Galileo и Compass бъдат успешно разгърнати, потребителското оборудване GLONASS/GPS/Galileo/Compass няма да закъснее. Изборът е твой.

Алексей Афанасов

Все още е трудно да се повярва, че в нашата епоха на „дива“ търговия има абсолютно безплатно (ако е налично) технически средства) способността да определяте местоположението си навсякъде по света. Това е едно от най-великите изобретения на 20 век! Тази система за милиарди долари (днес има няколко от тях) беше замислена предимно в интерес на отбраната (и науката), но мина много малко време и почти всеки човек започна да я използва всеки ден. Под GPS навигатор разбираме специален радио приемникза определяне на географските координати на текущото местоположение (позициониране).

Бях подтикнат да напиша този пост от една фраза на известен турист в тесни кръгове за Гармин навигатор Etrex 30x.
Ето цитат от негова статия: „Сателитна система: GPS/GPS+Glonass/Демо режим. Не ви ли кара да мислите, че само Glonass не може да бъде включен? Значи го няма. Инструкциите не казват нищо за това. Можете да вземете Garmin в една ръка просто за забавление, а в друг смартфон с Glonass, отворете екрана на сателитния дисплей и се опитайте да намерите подобни. Това е просто емулация, така че няма значение дали инсталирате GPS или GPS+GLONASS.“
Какво мислите за това твърдение? Просто не бързайте да проверявате веднага. Тъй като тук се появяват понятията „GPS“, „GLONASS“ и „Garmin“, ще трябва да покрием темата напълно.

1 - GPS
Първата система за глобално позициониране е американската система NAVSTAR, която датира от 1973 г. Още през 1978 г. е изстрелян първият сателит, което може да се счита за началото на ерата на глобалната система за позициониране (GPS), а през 1993 г. орбиталното съзвездие се състои от 24 космически кораба (SV), но едва през 2000 г. (след дезактивирането на режима на избирателен достъп) започна редовна работа за граждански потребители.
Сателитите NAVSTAR са разположени на височина 20 200 км с наклон 55° (в шест равнини) и орбитален период от 11 часа 58 минути. GPS използва Световната геодезическа система от 1984 г. (WGS-84), която се превърна в стандартна координатна система за целия свят. ВСИЧКИ навигатори определят местоположението (показват координати) в тази система по подразбиране.

В момента съзвездието се състои от 32 спътника. Най-ранният в системата е от 22 ноември 1993 г., най-късният (последният) е 9 декември 2015 г.


()

2 - ГЛОНАСС
Домашната навигационна система започва със системата Cicada, състояща се от четири спътника през 1979 г. Системата ГЛОНАСС е пусната в пробна експлоатация през 1993 г. През 1995 г. беше разгърната пълна орбитална констелация (24 спътника Glonass от първо поколение) и започна нормалната работа на системата. От 2004 г. са изстреляни нови сателити Glonass-M, които излъчват два граждански сигнала на честоти L1 и L2.
Сателитите GLONASS са разположени на височина 19 400 km с наклон 64,8° (в три равнини) и период от 11 часа 15 минути.

В момента съзвездието се състои от 24 спътника. Най-ранният в системата е от 3 април 2007 г., най-късният (последният) е 16 октомври 2017 г.


()

Таблица с номера на сателити GLONASS. Има номер GLONASS и номер COSMOS. Нашите смартфони имат напълно различни сателитни номера. От 1 това е GPS, от 68 - GLONASS.
Освен това те дори са различни в навигатора и смартфона.

Сега нека да разгледаме програмата Orbitron. Следобед на 4 април 10 сателита на ГЛОНАСС „прелетяха“ в небето в Ижевск.

Или в друг изглед - на карта. Има всички данни за всеки сателит.

Основната разлика между двете системи е сигналът и неговата структура.
GPS системата използва разделяне на кодове. Стандартен прецизно кодиран сигнал (C/A код), предаван в лентата L1 (1575,42 MHz). Сигналите се модулират от псевдослучайни последователности от два вида: C/A код и P код. C/A - публично достъпен код - е PRN с период на повторение от 1023 цикъла и честота на повторение на импулса от 1,023 MHz.
В системата GLONASS, честотно разделяне на каналите. Всички сателити използват една и съща псевдопроизволна кодова последователност за предаване на ясни сигнали, но всеки сателит предава различни честоти, използвайки 15-канално честотно разделяне. Навигационни радиосигнали с разделяне на честотите в две ленти: L1 (1,6 GHz) и L2 (1,25 GHz).
Структурата на сигнала също е различна. За да се опише движението на спътниците в орбита, се използват коренно различни математически модели. За GPS това е модел в оскулиращи елементи. Този модел предполага, че траекторията на спътника е разделена на участъци, в които движенията се описват от Кеплеровия модел, чиито параметри се променят с времето. Системата GLONASS използва диференциален модел на движение.
Сега към въпроса за възможността за комбиниране. 2011 г. премина под егидата на поддръжката на GLONASS. При проектирането на приемници беше важно да се преодолеят проблемите с несъвместимостта на хардуерната поддръжка за GLONASS и GPS. Това означава, че честотно модулираният GLONASS сигнал изисква по-широка честотна лента от импулсно-кодово модулираните сигнали, използвани от GPS, лентови филтри с различни честотни центрове и на различни скоростипредаване на сигнални елементи. За да спестите енергия в навигаторите, се препоръчва да активирате режима "само GPS".

3 - Garmin
Американският производител на преносими навигационни устройства спечели световна слава предимно благодарение на туристите GPS навигатори(серии GpsMap, eTrex, Oregon, Montana, Dakota) и автомобилни навигатори, спортни часовници и ехолоти. Централата се намира в Олат, Канзас. От 2011 г. Garmin започва да продава GPSMAP 62stc навигатори с възможност за приемане и обработка на сигнали от GPS и GLONASS сателити. Информацията за използваните производители на чипове обаче се превърна в търговска тайна.

Използването на двусистемни приемници спомага за подобряване на качеството на навигацията в реални условия, но двусистемните не оказват влияние върху точността на определяне на координатите. Недостатъчен сигнал от сателити на една система в дадено местоположение и в дадено времекомпенсирани от сателити на друга система. Максималният брой „видими“ спътници в небето при идеални условия: GPS - 13, GLONASS - 10. Поради тази причина повечето конвенционални (негеодезични) приемници имат 24 канала.

Ето резултатите от тестовете от 2016 г. За ваша информация, NAP-4 и NAP-5 използват навигационни приемници съответно от Ижевския радиозавод MNP-M7 и MNP-M9.1.

Изводи. Най-добри резултати в точността на позициониране по маршрута на експеримента са показали NAP-1, NAP-2, NAP-4. Всички NAP имат достатъчна точност на позициониране за уверена навигация във всички режими. В същото време точността на позициониране в режим GPS и в комбиниран режим е малко по-добра, отколкото в режим GLONASS.
Резултатите на NAP-3 с експериментален софтуер по отношение на точността на хоризонтално позициониране във всички режими са по-лоши от тези на същия приемник със стандартен софтуер (NAP-2). Няма такава разлика в точността на височината. Изключение правят големите грешки в комбинирания режим, причинени от еднократна повреда в работата на NAP, довела до силни отклонения.
Резултатите от NAP-5 като цяло са по-лоши от тези на предишното поколение NAP от същия производител (NAP-4). Имаше леко подобрение в точността на хоризонталното позициониране в режим GLONASS. ()

Антената на навигатора приема сателитни сигнали и ги предава на приемника, който ги обработва. Чипове за навигационни устройства, които поддържат GPS+Glonass, днес се произвеждат от много компании: Qualcomm (SiRFatlas V, drol_links Garmin разполага с приемник STA8088EXG на една от най-големите европейски компании STMicroelectronics.

Изводи за потребителите на навигатор Garmin:
1. В навигатори и Часовник Garmin(след 2011 г.) стана възможно да изберете (включите приемането и обработката на сигнала) или GPS, или GPS+GLONASS. GLONASS не се предоставя отделно поради факта, че е Garmin (как може американците да включват нещо руско?)
2. При идеални или близки до идеалните условия (степ, равнина) втората система не е необходима. В планините, градовете и северните ширини - много желателно. Но консумацията на енергия ще бъде по-голяма.
3. Ако производителите на смартфони са успели да натъпчат тази функция в своите компактни устройства, тогава защо Garmin не са го направили?
Късмет!

Системите за сателитно наблюдение ви позволяват да проследявате местоположението на обект за проследяване навсякъде по света. Удивителната прецизност се постига чрез използването на най-новите технологични разработки, проектирани от най-добрите специалисти по целия свят.

Такива системи са нова дума в света на управлението на транспортната система; благодарение на използването на сателитен мониторинг на транспорта е възможно да се създаде логистична система, да се намалят транспортните разходи чрез бързо намиране на маршрути и маршрути за заминаване за доставка на стоки до потребителя.

Тези системи за мониторинг са разработени за изпълнение на сложни и критични държавни програми, което говори за надеждността на техния дизайн и оперативна ефективност. Днес такива системи са станали достъпни за обикновените потребители.

Днес системите за сателитно наблюдение се използват от големи логистики и транспортни фирми. В същото време разходите за закупуване на система за мониторинг са оправдани - те се изплащат само за няколко отчетни периода на използване.

Те са се доказали в много области, възможностите им се увеличават всяка година, а цената на придобиване става все по-достъпна не само за големите транснационални корпорации, но и за по-малките компании.

По този начин тези системи се използват ефективно от малки компании, предоставящи транспортни услуги, включително таксиметрови услуги. Такова наблюдение в таксиметровата индустрия ви позволява бързо и точно да проследявате местоположението на автомобила, като по този начин спестявате човешки ресурси, като по този начин с течение на времето можете да автоматизирате системата за таксиметрови услуги и да увеличите оперативната ефективност.

Нашите системи са това, от което се нуждае съвременното общество, нещо, което ще направи живота по-безопасен и бизнеса по-ефективен.

Сателитно наблюдение на транспорта

ГЛОНАСС

Обща информация GLONASS

Руската ГЛОБАЛНА навигационна спътникова система (ГЛОНАСС) е предназначена за оперативна глобална навигация и времева поддръжка за неограничен брой наземни, морски, въздушни и космически потребители. Системата е пусната в експлоатация през 1993г.

ГЛОНАСС е държавно устройство, която е разработена като система с двойна употреба, предназначена за нуждите на Министерството на отбраната и граждански потребители.

От 1996 г. по предложение на правителството Руска федерацияГЛОНАСС, заедно с американския GPS, се използва от Международната организация за гражданска авиация и Международната морска организация.

В съответствие с указа на президента на Руската федерация достъпът до гражданските навигационни сигнали на системата ГЛОНАСС се предоставя на руски и чуждестранни потребители безплатно и без ограничения.

Основата на орбиталното съзвездие GLONASS са спътници от ново поколение<Глонасс-М>. В близко бъдеще се планира да започнат летателни тестове на космически кораби от ново поколение<Глонасс-К>с техническа характеристика, съпоставим с най-добрите световни аналози.

Отговорностите за управлението и експлоатацията на системата ГЛОНАСС са възложени на Министерството на отбраната на Руската федерация.

История на развитието на системата

Първият сателит ГЛОНАСС беше изстрелян в орбита от Съветския съюз на 12 октомври 1982 г. На 24 септември 1993 г. системата е официално приета в експлоатация с орбитална група от 12 спътника. През декември 1995 г. сателитната група е разширена до пълната си сила - 24 спътника.

Поради недостатъчното финансиране, както и поради краткия срок на експлоатация, броят на действащите сателити е намален до 6 до 2001 г.

През август 2001 г. беше приета федералната целева програма „Глобална навигационна система“, според която в началото на 2008 г. се планира пълно покритие на територията на Русия, а до началото на 2010 г. системата ще достигне глобален мащаб. За да се реши този проблем, беше планирано да се извършат шест изстрелвания на ракетата носител през 2007, 2008 и 2009 г. и да се поставят 18 спътника в орбита - така до края на 2009 г. съзвездието отново ще се състои от 24 превозни средства.

В края на март 2008 г. Съветът на главните дизайнери на руската глобална навигационна спътникова система (ГЛОНАСС), който се събра в Руския научноизследователски институт за космическо оборудване, леко коригира времето за разгръщане на космическия сегмент ГЛОНАСС. Предишните планове предполагаха, че ще бъде възможно системата да се използва в Русия до 31 декември 2007 г.; това обаче изисква 18 работещи сателита, някои от които са достигнали края на гаранционния си живот и са спрели да работят. Така, въпреки че през 2007 г. планът за изстрелване на спътници GLONASS беше завършен (шест спътника излязоха в орбита), орбиталното съзвездие към 27 март 2008 г. включваше само шестнадесет работещи спътника. На 25 декември 2008 г. броят им е увеличен на 18 сателита.
На съвета на главните конструктори на ГЛОНАСС планът за разгръщане на системата беше коригиран с цел системата ГЛОНАСС да започне да функционира в Русия поне до 31 декември 2008 г. Предишните планове предвиждаха изстрелването на два триплета от нови спътници Glonass-M в орбита през септември и декември 2008 г.; въпреки това през март 2008 г. графиците за производство на сателити и ракети бяха преразгледани, за да бъдат пуснати всички сателити в експлоатация до края на годината. Предполагаше се, че изстрелванията ще се състоят два месеца по-рано и системата ще заработи в Русия до края на годината. Плановете бяха изпълнени навреме.

През ноември 2009 г. беше обявено, че Украинският научноизследователски институт за радиотехнически измервания (Харков) и Руският научноизследователски институт за космическо оборудване (Москва) ще създадат съвместно предприятие. Страните ще създадат сателитна навигационна система, която да обслужва потребителите в двете страни. Проектът ще използва украински коригиращи станции за изясняване на координатите на системите ГЛОНАСС.

На 15 декември 2009 г. на среща между руския премиер Владимир Путин и ръководителя на Роскосмос Анатолий Перминов беше заявено, че разполагането на ГЛОНАСС ще приключи до края на 2010 г.

С прехода към сателитите Glonass-K, точността на системата GLONASS ще стане сравнима с точността на американската GPS навигационна система NAVSTAR - единствената чуждестранна навигационна система.

02 септември 2010 г Съзвездието от спътници беше попълнено с още 3 спътника и общият брой на спътниците в съзвездието беше увеличен до 26 единици.

GPS

История

Идеята за създаване на сателитна навигация се ражда още през 50-те години. В момента, когато СССР изстрелва първия изкуствен спътник на Земята, американски учени, ръководени от Ричард Кершнер, наблюдават сигнала, излъчван от съветския спътник, и откриват, че поради ефекта на Доплер честотата на приемания сигнал се увеличава с приближаването и намаляването на сателита. докато се отдалечава. Същността на откритието беше, че ако знаете точно своите координати на Земята, тогава става възможно да измерите позицията и скоростта на сателита и обратно, знаейки точно позицията на спътника, можете да определите собствената си скорост и координати .

Тази идея се реализира 20 години по-късно. Първият тестов сателит беше изведен в орбита на 14 юли 1974 г. от Съединените щати, а последният от всички 24 сателита, необходими за пълното покриване на земната повърхност, беше изстрелян в орбита през 1993 г., като по този начин GPS влезе в експлоатация. Стана възможно използването на GPS за точно насочване на ракети към неподвижни и след това движещи се обекти във въздуха и на земята.

Първоначално GPS, глобална система за позициониране, е разработена като чисто военен проект. Но след като през 1983 г. беше свален самолет на Korean Airlines с 269 пътници на борда, американският президент Роналд Рейгън разреши частично използване на навигационната система за граждански цели. За да се избегне използването на системата за военни цели, точността беше намалена чрез специален алгоритъм.

Тогава се появи информация, че някои компании са дешифрирали алгоритъма за намаляване на точността на честотата L1 и успешно компенсират този компонент на грешката. През 2000 г. това загрубяване на точността беше отменено с изпълнителна заповед на президента на САЩ.

Наземни контролни станции на космическия сегмент

Орбиталното съзвездие се наблюдава от главната контролна станция, разположен във военновъздушната база Шривър, Колорадо, САЩ и с помощта на 10 станции за проследяване, от които три станции са способни да изпращат коригиращи данни към сателитите под формата на радиосигнали с честота 2000-4000 MHz. Най-новото поколение сателити разпределят получените данни между други спътници.

Приложение на GPS

Въпреки че проектът GPS първоначално е бил насочен към военни цели, днес GPS все повече се използва за граждански цели. GPS приемниците се продават в много магазини за електроника, те са вградени Мобилни телефони, смартфони, PDA и бордови устройства. Предлагат се и консуматори различни устройстваИ софтуерни продукти, което ви позволява да видите местоположението си на електронна карта; да има способността да начертава маршрути, като взема предвид пътните знаци, разрешените завои и дори задръстванията; търсете на картата конкретни къщи и улици, атракции, кафенета, болници, бензиностанции и друга инфраструктура.

• Геодезия: с помощта на GPS се определят точните координати на точките и границите на парцелите.
• Картография: GPS се използва в гражданската и военната картография.
• Навигация: GPS се използва както за морска, така и за шосейна навигация.
• GPS се използва за следене на позицията и скоростта на превозните средства и контрол на тяхното движение.
• Клетъчни: Първите мобилни телефони с GPS се появяват през 90-те години. В някои страни, като САЩ, това се използва за бързо определяне на местоположението на човек, който се обажда на 911. В Русия през 2010 г. стартира подобен проект - Era-GLONASS.
• Тектоника, Тектоника на плочите: GPS се използва за наблюдение на движенията и вибрациите на плочите.
• Активен отдих: има различни игри, които използват GPS, например Geocaching и др.
• Геомаркиране: информация, като снимки, е „свързана“ с координати благодарение на вградени или външни GPS приемници.

точност

Типичната точност на съвременните GPS приемници в хоризонтална равнина е приблизително 10-12 метра с добра сателитна видимост (същата като GLONASS). В САЩ и Канада има WAAS станции, които предават корекции за диференциален режим, което позволява намаляване на грешката до 1-2 метра на територията на тези страни. когато се използват по-сложни диференциални режими, точността на определяне на координатите може да се увеличи до 10 см. За съжаление, точността на всяка SNA силно зависи от отвореността на пространството, от височината на използваните спътници над хоризонта.

Статия за системите GLONASS и GPS: характеристики на сателитните системи, техните характеристики и сравнителен анализ. В края на статията има видеоклип за принципите GPS работаи ГЛОНАСС.

Сега сферите на влияние са разделени между руската ГЛОНАСС, американската GPS (Global Positioning System) и китайската BeiDou, която постепенно набира скорост. Изборът на система за вашия собствен автомобил може да се определя от патриотични мотиви или може да се основава на компетентно претегляне на предимствата и недостатъците на тези разработки.

Основи на сателитната комуникация

Сателитите, взаимодействащи с определена навигационна система, й изпращат персонални сигнали, които се различават един от друг. За да определи ясно пространствените координати, навигаторът се нуждае само от информация от 4 спътника. Така че това не е обикновена автомобилна джаджа, а един от елементите на сложен механизъм за позициониране на пространството.

Докато колата се движи, координатите непрекъснато се променят. Следователно навигационната система е проектирана по такъв начин, че на определени редовни интервали актуализира получените данни и преизчислява разстоянието.

Създаване на системи

През 1964 г. една изключително военна навигационна система, наречена TRANZIT, влезе в експлоатация, превръщайки се в първото в света развитие на това ниво. Той улесни изстрелването на ракети от подводници, но изчисли точността на местоположението на обекта само на разстояние от 50 метра. Освен това този обект трябваше да остане абсолютно неподвижен.

Стана ясно, че първият и по това време единствен навигатор в света не може да се справи със задачата постоянно да определя координатите. Това се дължи на факта, че докато преминава в ниска орбита, сателитът може да изпраща сигнали до Земята само за час.

Следващата, модернизирана версия се появи 3 години по-късно, заедно с новия сателит Тимейшън-1 и брат му Тимейшън-2. Заедно те се издигнаха на по-висока орбита и се обединиха в единна система, наречен "Navstar". Започва като военна разработка, но след това е взето решение да бъде публично достъпен за нуждите на цивилното население.

Тази система все още работи, като в арсенала й има 32 сателита, осигуряващи пълно покритие на Земята. Други 8 устройства са в резерв за непредвидено събитие. Движейки се на значително разстояние от планетата в няколко орбити, спътниците завършват своята революция почти за един ден.

По-горе домашна система ГЛОНАССзапочна да работи още в дните на Съюза - мощна сила с изключителни научни умове. Изстрелването на изкуствен спътник в орбита даде началото на проектирането на системата за позициониране.

Съветският съюз беше разрушен, страната беше в тежко положение и не можеше да намери резерви, за да доведе високотехнологичната система докрай. Цялата система включваше 24 сателита, но поради финансови затруднения почти половината от тях не функционираха. Следователно по това време, през 90-те години, GLONASS дори не можеше да се доближи до конкуренцията с GPS.

Днес руските разработчици възнамеряват да настигнат и изпреварят американските си колеги, което вече потвърждава по-бързата революция на нашите спътници около Земята. Нека исторически руски сателитна системазначително изостава от американската и тази разлика се свива от година на година.

Предимства и недостатъци

Като цяло много граждани не се интересуват какъв вид сателитна навигация използва тяхното оборудване. И двете са достъпни без ограничения или такси за цялото цивилно население, включително за използване в автомобили. Ако погледнем от техническа гледна точка, шведската сателитна компания официално обяви предимствата на ГЛОНАСС, която работи много по-добре в северните ширини.

GPS сателитите практически не се появяват на север от 55-ия паралел и съответно в южното полукълбо по-на юг. Докато с ъгъл на наклон от 65 градуса и надморска височина от 19,4 хиляди км, сателитите GLONASS доставят отлични, стабилни сигнали до Москва, Норвегия и Швеция, което е толкова оценено от чуждестранни експерти.

Въпреки че и двете системи имат голям брой сателити във всички орбитални равнини, други експерти все още дават дланта на GPS. Дори със активна програмаподобрения на руската система, американците в момента имат 27 сателита срещу 24 руски, което дава по-голяма яснота на техните сигнали.

Надеждността на GLONASS сигналите е 2,8 m в сравнение с 1,8 m за GPS. Тази цифра обаче е доста средна, тъй като сателитите могат да бъдат подредени в орбита по такъв начин, че процентът на грешки да се увеличи няколко пъти. Освен това подобна ситуация може да сполети и двете спътникови системи.

Поради тази причина производителите се опитват да оборудват устройствата си с двусистемна навигация, която получава сигнали както от GPS, така и от GLONASS.

Важна роля играе качеството на наземното оборудване, което приема и дешифрира получените данни.

ГЛОНАСС:

• промяната на небесните координати (ефемериди) води до неточност при определяне на координатите, достигаща 30 метра;
• доста често, макар и краткотрайно, прекъсване на сигнала;
• осезаемо влияние на релефните характеристики върху яснотата на получените данни.

• получаване на грешен сигнал поради многолъчева интерференция и атмосферна нестабилност;
• значителна разлика между цивилната версия на системата, която също има ограничени възможностив сравнение с военното развитие.

Двусистемен

Така целта на дизайнерите е всяко приемно устройство да може да комуникира максимален бройсателити. Това отново се връща към идеята за комбиниране на GLONASS и GPS, която вече се практикува в Америка за спасителните служби. Без значение как се развиват отношенията между държавите, човешкият живот е на първо място, а двусистемен чип ще определи местоположението на човек в беда с по-голяма бързина и яснота.

Подобен синтез също ще спести шофьорите от невъзможността да се ориентират в непознати райони поради факта, че навигаторът е твърде бавен за установяване на връзка и отнема твърде много време за обработка на информация. Причината за това е загубата на сателит поради банална намеса: висока сграда, надлез или дори голям камион в квартала. Но ако автомобилният навигатор е оборудван с двусистемен чип, вероятността от замръзване ще бъде значително намалена.

Когато тази практика стане широко разпространена, навигаторът няма да се интересува от страната на произход на системата, тъй като тя ще може да проследява едновременно до 40 сателита, давайки фантастично точно определяне на местоположението.

Видео за принципите на работа на GPS и GLONASS: