Gps или глонасс


Что выбрать – GPS или ГЛОНАСС?

КАК ЭТО РАБОТАЕТ

НА ПЕРВЫЙ взгляд принцип действия спутниковой навигации довольно прост и сводится к решению не слишком сложной геометрической задачи. Если известны координаты нескольких спутников и точное расстояние от них до приемника, то вполне можно рассчитать местонахождение последнего. Расстояние до спутников автомобильный штурман высчитывает на основе сравнения времени между моментом излучения и моментом приема сигнала. Для корректной работы навигатору надо “поймать” минимум три спутника.

Пользуясь терминологией специалистов, система космического позиционирования состоит из трех сегментов. В первый входит орбитальная группировка навигационных космических аппаратов. Следующая часть включает в себя наземный комплекс управления спутниками. И третий сегмент – это сами навигационные приборы, в нашем случае – автомобильные.

Схема положения спутников на околоземной орбите называется альманахом. На его основе и проводятся геометрические вычисления. Разумеется, по мере движения автомобиля координаты приемника все время меняются, поэтому сигнал от спутников обновляется и перерасчитывается каждые несколько секунд. За счет этого можно отследить перемещения объекта, вычислить его скорость и пройденный путь.

Каждый навигатор держит в памяти альманах и после выключения. Это избавляет его от необходимости каждый раз искать спутники заново. Если прибор постоянно используется в течение дня, то привязка к спутникам осуществляется буквально в течение минуты. Это называется “горячим стартом”. Но при самом первом включении устройства или же если оно не использовалось в течение какого-то времени, поиск спутников может занимать десять-двадцать минут. Этот процесс получил название “холодный старт”.

GPS

История

ИДЕЯ создания системы глобального позиционирования NAVSTAR GPS (NAVigation Satellites providing Time And Range & Global Positioning System) возникла практически сразу после запуска первого советского спутника земли. Американские ученые под руководством директора лаборатории прикладной физики Ричарда Кершнера одновременно заметили, что частота сигнала от спутника меняется вместе с его перемещением и на этой основе можно вычислить как его координаты, так и свои собственные.

Уже в 1964 году в строй вступает первая американская навигационная система TRANSIT, у которой было сугубо военное назначение – с ее помощью c борта подводных лодок осуществлялись пуски баллистических ракет “Polaris”. Однако для гражданской навигации эта система не годилась. Точность определения координат неподвижного объекта у нее ограничивалась 50 метрами, а подвижного – в десять раз больше. Кроме того, TRANSIT не обеспечивал непрерывного определения координат из-за того, что спутник, находящийся на низкой орбите, был в поле зрения на конкретном участке планеты не более часа.

Чтобы исправить положение, в 1967 году был запущен спутник нового поколения с более высокой орбитой “TIMATION-I”, а через два года – “TIMATION-II”. В 1973 году обе эти системы были объединены в единую – NAVSTAR GPS. Первый тестовый запуск спутника, близкого к современному поколению, был осуществлен 14 июля 1974 года. Поначалу эта система также использовалась только военными. Предоставить гражданским организациям доступ к точному позиционированию помог печальный инцидент, когда в небе над Советским Союзом был сбит потерявший ориентацию южнокорейский “Боинг” с 269 пассажирами на борту. Тогда президент США Рональд Рейган разрешил использовать GPS не только в военных, но и в мирных целях, но точность определения для гражданских пользователей искусственно снизили.

Дальнейшее развитие программы было задержано катастрофой многоразового космического аппарата “Challenger” в 1986 году. Этот корабль помимо других задач должен был использоваться и для развертывания второй группы спутников проекта NAVSTAR GPS. Работы продолжились через пару лет. В 1990 году, во время операции “Буря в пустыне”, были временно отключены искусственные помехи, снижающие точность позиционирования для гражданских пользователей – военных приемников попросту не хватало. А в декабре 1993 года было принято окончательное решение о бесплатном предоставлении услуг GPS частным лицам.

Полностью система NAVSTAR GPS была готова в 1995 году, а через пять лет были сняты все ограничения в гражданском использовании, в результате чего точность позиционирования тогда выросла с 200 до 20 метров.

Технические особенности

Орбитальная группировка NAVSTAR GPS на сегодняшний день состоит из 32 спутников – 24 основных, которые обеспечивают полное покрытие земного шара, и восемь резервных. Максимально на орбиту можно вывести до 37 спутников этой системы. Космические объекты движутся на высоте 20.180 км по шести круговым орбитальным траекториям – по четыре спутника на каждую. Период их обращения вокруг планеты составляет 11 ч 58 мин.

Служба наземного обеспечения включает в себя порядка десяти станций слежения, разбросанных по разным частям света, и главной станции MCS (Master Control Station), которая находится на базе ВВС Шривер в американском штате Колорадо.

ГЛОНАСС

История

РАБОТЫ по созданию системы позиционирования в Советском Союзе начались одновременно с выводом на орбиту первого искусственного спутника Земли группой ученых во главе с известным деятелем науки Владимиром Котельниковым. Уже в 1958–1959 годах в нескольких ведущих НИИ страны начались масштабные исследования по этой проблеме, а в 1963 году начались работы по построению низкоорбитальной навигационной спутниковой системы “Циклон” (военный вариант) и “Цикада” (гражданский). Первый отечественный навигационный спутник “Космос-192” был выведен на орбиту в 1967 году. Одной из его особенностей было использование только одного спутника для определения координат. Впоследствии спутники системы “Цикада” оборудовались и приемниками для получения сигналов от объектов, терпящих бедствие.

Первый спутник собственно системы ГЛОНАСС был выведен на орбиту 12 октября 1982 года. Через 11 лет система была принята в эксплуатацию, а в 1995 году спутниковая группировка достигла оптимального количества – 24 объекта. Правда, из-за бедственного экономического положения в стране число работающих спутников сократилось, поэтому конкуренции заокеанскому комплексу GPS наша система составить не смогла. Серьезно взяться за возрождение ГЛОНАСС смогли лишь в 2001 году, когда была принята федеральная целевая программа “Глобальная навигационная система”. В то время она предполагала покрыть территорию России к 2008 году, а выйти на полную мощность – в 2010 году.

Технические особенности

Как и GPS, группировка ГЛОНАСС является системой двойного назначения – в первую очередь военного и лишь затем гражданского. На данный момент на орбите находятся 17 спутников, из которых два еще в стадии ввода в эксплуатацию. Объекты находятся на круговой геостационарной орбите на высоте 19.100 км. Время обращения спутника вокруг Земли занимает 11 ч 45 мин. Первоначально использовались спутники первого поколения ГЛОНАСС, срок службы которых составлял всего три года (последний был запущен в 2005 г.). Кроме того, в 2003 году начался запуск модернизированных моделей ГЛОНАСС-М, они служат по семь лет. На очереди последний проект – ГЛОНАСС-К, срок службы его спутников 10 лет, они излучают сигналы разных типов, в том числе совместимые с GPS. Первый запуск спутников третьего поколения намечен в 2010 году. Чтобы охватить весь земной шар, группировке потребуется 24 рабочих спутника и еще несколько резервных.

Наземный сегмент состоит из нескольких квантово-оптических измерительных и командно-измерительных пунктов, расположенных по всей территории России, а также командного пункта в Москве. Что касается гражданских наземных пользователей, в частности автомобилистов, то их процент на данный момент ничтожно мал в сравнении с владельцами GPS-навигаторов.

Европа и Азия

“Galileo”

ЕВРОПЕЙСКИЙ навигационный проект, который отличается своей сугубо гражданской направленностью. Он не принадлежит государственным и военным структурам. Разработкой занимается Европейское космическое агентство, в которое входит 18 стран. По замыслу создателей, система должна заработать на полную мощность в 2013 году. Тогда на орбите должно находиться 30 спутников – 27 работающих и три резервных. Общая стоимость проекта составляет 3,8 млрд евро.

Планируется, что точность бесплатного определения координат составит примерно один метр, а в коммерческом режиме – и вовсе 10 сантиметров. Кроме того, системой “Galileo” смогут пользоваться летчики, моряки, спасатели и агенты правительственных служб.

Первый спутник был выведен на орбиту 28 декабря 2005 года с помощью российского носителя “Союз-ФГ”. Что касается дальнейшего развития системы, то финансовые проблемы начались у Европейского космического агентства еще больше года назад, когда проект чуть не провалился из-за разногласий в схемах его финансирования. Нынешний экономический кризис поставил “Galileo” под еще большую угрозу. На данный момент говорить о его использовании в автомобильной навигации не приходится.

“Beidou”

КИТАЙСКИЙ вариант спутниковой навигационной системы. Само название означает “Северный ковш”, то есть созвездие Большой Медведицы. Система работает с 2000 года, за это время на орбиту выведено пять спутников. В будущем году планируется запустить еще 12 объектов. Всего же, по замыслу китайских властей, в космосе должно находиться около 30 спутников. Ожидается, что в полной мере группировка заработает уже в 2010 году.

Система должна стать бесплатной для гражданских пользователей и быть совместимой с ГЛОНАСС и GPS.

IRNSS

ИНДИЙСКИЙ проект (Indian Regional Navigation Satellite System), рассчитанный на покрытие самой страны и некоторых сопредельных государств. Всего на геосинхронную орбиту к 2011 году планируется вывести семь спутников. Система является государственной, а навигационные приборы будут разрабатываться и изготавливаться местными компаниями.

Коллеги-соперники

ЧТОБЫ наглядно представить сходства и различия автомобильных навигационных приборов, давайте сравним два устройства, близких по типу, функциям, размерам и ценовой категории. Одно из них разработано американской фирмой – крупнейшим поставщиком средств навигации, другое является детищем отечественной компании. Итак, заокеанский “Garmin nuvi 5000” против российского “Glospace SGK-70”.

Прибор от “Garmim”, как и все аппараты этой фирмы, использует исключительно спутники системы GPS. Устройство “Glospace” – первый в мире бытовой автомобильный навигатор, который может одновременно принимать сигналы от двух систем-конкурентов – ГЛОНАСС и GPS.

Что касается собственно навигации, то возможности аппаратов примерно равны. Многое тут зависит от встроенной программы-штурмана. Собственный гарминовский софт справедливо считается одним из лучших в мире. Он полностью русифицирован и использует русскоязычные карты “City Navigator NT”. Первоначально устанавливаемая на “Glospace SGK-70” программа “ПалмГИС ГЛОНАСС/GPS” от компании “Киберсо” менее наглядна и удобна, но в последнее время на аппарат ставится программа АВТОСПУТНИК от компании “Навигационные системы”, которая умеет работать с обеими спутниковыми системами. По своим возможностям и удобству интерфейса она может потягаться со знаменитым заокеанским софтом, а кроме того, способна работать с дорожными пробками, что гарминовские разработчики считают излишним для российских реалий.

О технической начинке “Garmin” традиционно не сообщает, многозначительно называя ее “абсолютно достаточной для всех задач”. Зато про российский аппарат известно, что оснащен он сразу двумя спутниковыми приемниками – 12-канальным ГЛОНАССовским и 20-канальным GPS-прибором. Теоретически это должно обеспечивать лучшую работу со спутниками, но рядовой автомобилист при прямом сравнении вряд ли найдет различия в поведении обоих навигаторов.

В общем и целом, приборы достаточно похожи, и однозначный выбор в пользу той или иной системы пока что сделать нельзя, да и особой необходимости в этом нет. Если все системы легальны и бесплатны, то при подборе навигатора следует руководствоваться собственными предпочтениями в пользу размера, сервисных функций и эргономики. А к месту назначения вас приведет практически любой современный навигатор. Кстати, есть сведения, что АвтоВАЗ в будущем году собирается устанавливать на свои автомобили мультимедийные навигационные устройства, одновременно использующие ГЛОНАСС и GPS. Предполагается, что их будут совместно производить российская компания “АвтоАудиоЦентр” и китайская “Shenzhen Hangsheng Electronics”. Основываясь на хорошей репутации этих фирм, можно предположить, что это навигационное оборудование будет достаточно качественным. Весь вопрос только в его стоимости.

ВЫБИРАТЬ ИЛИ НЕТ?

ГОВОРЯ прямо, рядовому российскому автомобилисту должно быть все равно, какая система применяется его навигатором. В идеале он даже не должен лишний раз забивать себе этим голову, потому что для гражданских лиц обе спутниковые группировки абсолютно равнозначны. Как и GPS, отечественная спутниковая система может без ограничения использоваться любыми пользователями, в том числе и для автомобильной навигации. В указе президента РФ “Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития Российской Федерации” от 18 мая 2007 года прописано, что “доступ к гражданским навигационным сигналам глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС …предоставляется российским и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений”. В то же время между российской и американской сторонами существует ряд договоренностей о совместном использовании обеих спутниковых систем для мирного применения. Для автомобилистов это означает, что в каждой стране можно изготавливать навигаторы с так называемой бинарной системой, которая использует сигналы от спутников того и другого типов.

Зато когда речь заходит о навигации в военной или государственной сфере, безусловно, такой крупной стране, как Россия, необходима собственная спутниковая группировка. Это вопрос безопасности. Ведь в некоторых случаях американская сторона может попросту отключить систему для всех пользователей, кроме собственной армии, как это уже было во время первой войны в Ираке. И если военных российские власти прямо обязывают пользоваться собственной навигацией, то всем остальным только рекомендуют. Более того, буквально на днях правительство РФ предложило внести в Государственную думу законопроект о том, что GPS-навигация может быть запрещена к использованию на автомобилях, принадлежащих государству.

Стефан Бернард, менеджер по маркетинговым коммуникациям представительства “Garmin” в Европе:– В НАСТОЯЩЕЕ время все навигаторы нашей фирмы, поставляемые в Россию, используют исключительно GPS-сигналы. Что касается российской системы ГЛОНАСС, то, по нашему мнению, в данный момент она развита не в той степени, чтобы удовлетворять нашим требованиям. Однако мы готовы к сотрудничеству, и как только ваша спутниковая группировка заработает в полном режиме, вполне возможно, что наши навигационные приборы будут использовать информацию от ГЛОНАСС. Все вышесказанное также относится и к европейскому проекту “Galileo”. Александр Казаков, генеральный директор компании ЗАО “Центр Навигационных Технологий”:– НАШИ программы и электронные карты одинаково совместимы и с GPS, и с ГЛОНАСС. Поэтому на маркетинговую политику более широкое распространение ГЛОНАСС вряд ли повлияет. Массовое использование отечественной системы мы рассматриваем как дополнительные технические и маркетинговые возможности, поскольку у потребителя появится возможность выбора и сравнения этих систем.

Конечно, система ГЛОНАСС еще не готова к использованию. В глобальном масштабе она может заработать только в 2012 году, как только государство выведет на орбиту полноценную спутниковую группировку. Наша компания заранее уже сегодня адаптировала свою навигационную программу “Навител Навигатор” под использование ГЛОНАСС.

Андрей Кузнецов, исполнительный директор компании “Навигационные Системы”, руководитель проекта АВТОСПУТНИК:– ОСНОВНОЕ техническое преимущество комбинированной GPS/ГЛОНАСС-системы – это радикальное повышение точности и надежности навигации. Сочетание двух навигационных систем не только увеличивает число одновременно видимых спутников, но и обеспечивает работу на нескольких частотах, компенсируя ионосферное искажение сигнала. Практически точность “потребительской” GPS/ГЛОНАСС- навигации – 1-5 метров, а современного массового GPS-навигатора – от 5 до 50 метров”. Автор Леонид ПАЩЕНКО Издание Клаксон №22 2008 год

www.motorpage.ru

ГЛОНАСС и GPS - в чем разница?

Основы принципов спутниковой навигации были заложены ещё в пятидесятые годы, после запуска первого советского искусственного спутника. Наблюдая сигнал, транслируемый спутником, группа американских учёных под руководством Ричарда Кершнера обнаружила, что частота принимаемого сигнала возрастает с приближением спутника и, напротив, уменьшается по мере его отдаления (эффект Доплера). Такое наблюдение натолкнуло ученых на мысль о том, что точное знание расположения наземного объекта делает возможным измерение месторасположения и скорости спутника. Соответственно, точное знание положения спутника позволяет определить координаты и скорость перемещения наземного объекта.

Тем не менее, впервые практическая реализация идей американских специалистов и ученых СССР, занятых в разработке теории позиционирования, состоялась только в 1982 году после запуска первого спутника, которому предстояло войти в глобальную систему позиционирования (GLONASS).

ГЛОНАСС

ГЛОНАСС — одна из двух существующих глобальных систем спутниковой навигации, начало разработок которой было положено еще в 1976 году, после чего, в связи с отсутствием достаточного финансирования, программа была свернута. Полноценная реализация и запуск проекта ГЛОНАСС состоялись в 2009 году, после развала Союза. На сегодня российский ГЛОНАСС и американская GPS являются основными действующими системами глобальной спутниковой навигации.

Основное назначение ГЛОНАСС — оперативная доставка навигационно-временной информации пользователям наземного, космического, воздушного и морского базирования. Обеспечение доступа к гражданским сигналам GLONASS предоставляется потребителям на бесплатной основе без любых ограничений в любой точке земного шара. Обеспечение обмена информацией осуществляется 24-мя спутниками, перемещающимися по 3-м орбитальным траекториям на высотах порядка 19100 км. Основанная на тех же физических принципах, что и американский аналог ГЛОНАСС — система NAVSTAR GPS, — ГЛОНАСС обеспечивает погрешность измерений в 3-6 метров. GPS работает несколько точнее, обеспечивая доступ сигнала с точностью — 2...4 м.

Развитие проекта ГЛОНАСС находится в юрисдикции агентства «Роскосмос».

GPS

GPS (Джи Пи Эс, англ. Global Positioning System) — американская спутниковая система навигации, транслирующая полезные данные о времени и расстояниях и позволяющая определить месторасположения объекта в пределах глобальной координатной системы WGS 84. Разработка системы, ее реализация и ввод в эксплуатацию в 1993 году проводились согласно инструкциям Министерства обороны США.

Сегодня система GPS-навигации, как и ГЛОНАСС, доступна для использования гражданскими потребителями. Для обеспечения работы информационного канала достаточно приобрести GPS-навигатор или аналогичный аппарат с GPS-приёмником.

ГЛОНАСС или GPS?

В отличие от системы слежения NAVSTAR GPS, спутники, обеспечивающие работу системы GLONASS, не демонстрирует резонанса (работают асинхронно) с вращением Земли. Благодаря этому удается достичь большей стабильности транслируемого сигнала. Еще одно преимущество системы ГЛОНАСС раскрывается благодаря правильно подобранным параметрам орбиты (высоте, углу наклона и периоду): GLONASS способен обеспечивать надежную трансляцию сигнала в южных и полярных широтах — там, где трансляция GPS-сигнала оказывается крайне затруднена или невозможна.

Несмотря на ряд серьезных практических преимуществ ГЛОНАСС, реальная ситуация на рынке услуг заставляет большинство пользователь все же пока отдавать предпочтение GPS. В первую очередь это связано:

  • со значительно более доступной стоимостью коммуникаторов c поддержкой GPS;
  • полнейшим отсутствием (в отличие от GPS-сервисов) программных продуктов, позволяющих устанавливать ГЛОНАСС на коммуникаторах и смартфонах;
  • внушительному потенциалу программного обеспечения для GPS-систем навигации, позволяющему значительно расширить спектр применения последних.

GPS способна обеспечить доступ к полезным данным в любом месте земного шара (за исключением области Приполярья) практически в любых погодных условиях.

mapon.com.ua

В чем отличия ГЛОНАСС и GPS: обзор систем

Что такое ГЛОНАСС?

Что такое GPS?

В чем отличия ГЛОНАСС и GPS?

Проведем небольшой обзор этих двух систем.

ГЛОНАСС и GPS - это системы глобального спутникового позиционирования, которые позволяют определить точные координаты в трех измерениях любого объекта на поверхности (или вблизи поверхности) Земли. На данный момент это две основные и работающие системы в мире. Какие же у них различия и что общего?

Что такое GPS?

В английском языке аббревиатура GPS обозначает «Global Positioning System» и переводится как «глобальная система позиционирования» - американская спутниковая система навигации, разработанная по заказу Министерства обороны США.

Что такое ГЛОНАСС?

Аббревиатура ГЛОНАСС расшифровывается как «ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система» — сначала советская, а затем российская спутниковая система навигации, разработанная по заказу Министерства обороны СССР.

Когда появилась идея спутниковой навигации?

Спутниковая навигация в виде идеи зародилась еще в те времена, когда СССР запустил в космос первый искусственный спутник Земли, т.е. в тысяча девятьсот пятидесятые годы. Наблюдая и изучая сигналы, исходящие от этого спутника ученые обнаружили, что используя их особым образом и зная координаты спутника можно с большой точностью определять свои координаты. После этого открытия военные ведомства США и СССР принялись вести разработки в области создания глобальной навигационной спутниковой системы.

Система GPS

Первый тестовый спутник системы GPS был выведен на орбиту Соединенными Штатами лишь через 20 лет после появления идеи спутниковой навигации, в 1974 году. Еще через 20 лет система GPS была доукомплектована необходимым количеством спутников (24 штуки) и в таком виде была принята на вооружение. После этого стало возможным использование системы GPS в военных целях для точного наведения ракет на наземные и воздушные цели.

Система ГЛОНАСС

Советский Союз свой первый спутник ГЛОНАСС вывел на орбиту лишь в 1982 году, но уже в декабре 1995 года система ГЛОНАСС была доведена до полного штатного количества из 24 спутников.

Официально, обе системы навигации (GPS в США, ГЛОНАСС в РФ) были приняты в эксплуатацию в 1993 году!

К сожалению, в дальнейшем финансирование системы ГЛОНАСС прекратилось и в 2001 году на орбите в рабочем состоянии осталось лишь шесть спутников. В 2001 году в России была принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система». Согласно этой программе к концу 2009 года система ГЛОНАСС должна была быть полностью укомплектована 24 спутниками и функционировать в полноценном штатном состоянии.

Что общего в системах GPS и ГЛОНАСС?

Несмотря на то, что изначально системы навигации разрабатывались для военных целей, в наше время GPS и ГЛОНАСС активно используются в мирных целях. Область применения спутниковых систем постоянно расширяется, а технологии стремительно развиваются. Уже повсюду, в обычных магазинах продаются навигаторы для автомобилей, для людей, для животных, приемники сигналов GPS встраивают в мобильные телефоны, КПК. Любой человек может видеть свое местонахождение на карте, скорость передвижения, легко и быстро прокладывать маршруты и находить на карте необходимые адреса, или, установив приемники спутниковых систем навигации на другие подвижные объекты, следить за всеми передвижениями этих объектов.

Принцип измерения координат российской системы ГЛОНАСС аналогичен американской системе GPS.

Чем отличаются ГЛОНАСС и GPS?

Главным отличием двух систем спутниковой навигации является государственная принадлежность. Причем условия получения сигналов системы GPS не являются на 100% гарантированными и полностью зависят от политики министерства обороны США.

В техническом смысле основным отличием ГЛОНАСС от GPS является то, что спутники ГЛОНАСС в своем движении по орбите не синхронизированы с вращением Земли. Это обеспечивает им большую стабильность и не требует корректировок в течение всего срока эксплуатации каждого спутника. Тем не менее, спутники ГЛОНАСС имеют гораздо более короткий срок службы.

easyenglishschool.ru

GPS или ГЛОНАСС?

Отключат ли GPS мониторинг на территории РФ?

Как сообщил вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин, курирующий вопросы развития космонавтики, Россия с 1 июня приостанавливает работу американских станций корректировки сигнала GPS на своей территории. Позже их работа может быть прекращена полностью.

Однако, это не означает, что пользователи не смогут использовать GPS навигацию или спутниковые системы слежения, принимающие сигналы спутников GPS на территории России. GPS, как и ГЛОНАСС, состоит из трёх основных сегментов: космического (спутники), управляющего (наземные станции) и пользовательского (навигаторы и системы слежения, со встроенными GPS приемниками). Спутники GPS транслируют сигнал из космоса, и все приёмники GPS используют этот сигнал для вычисления своего положения в пространстве по трём координатам в режиме реального времени. Космический сегмент GPS состоит из 32 спутников, вращающихся на средней орбите Земли.

В сообщении Д. Рогозина же идет речь о наземных станциях коррекции, расположенных на территории РФ, и используемых для корректировки (повышения точности) сигналов, передаваемых со спутников GPS. В обмене данными с пользовательскими устройствами они не участвуют (см. схему работы ГНСС). 

Сам Д. Рогозин заявил в своем микроблоге Twitter, что "Приостановка с 1 июня деятельности станций GPS на территории РФ не скажется на качестве получаемого российскими пользователями сигнала". О том же говорит заместитель руководителя дирекции ГЛОНАСС Сергей Ревнивых - GPS "так и будет работать - да, предоставляя услуги всем потребителям по всему миру, включая авиацию, включая потребителей в России, в США и во всех других странах мира с той точностью, которую система GPS предоставляет сейчас, а именно – с точностью в несколько метров. Так что, можно всем успокоиться". (источник http://m.kp.ru/daily/26230/3113370/ ).

Главная функция наземных станций GPS — прием и измерение навигационных сигналов, которые поступают с GPS спутников, а также фиксирование и анализ возникающих ошибок в работе системы. По словам члена-корреспондента Российской академии космонавтики имени Циолковского Андрея Ионина, отключение станций коррекции GPS снизит точность измерений лишь на 1–2%. Даже после этого GPS будет более точной, чем ГЛОНАСС, — с погрешностью определения местоположения на уровне 1,5 м (у ГЛОНАСС сейчас — 2,7 м) (источник hi-tech.mail.ru).

Схема работы ГНСС (нажмите на схему для увеличения).

Как происходит прием данных со спутников GPS и ГЛОНАСС

Контроль движения транспортных средств основывается на изменении в процессе движения спутниковых координат, принимаемых встроенным приемником GPS или комбинированным приемником GPS/ГЛОНАСС, в зависимости от модели спутниковой системы мониторинга. Встроенный приемник спутниковой системы мониторинга настраивается на автоматический прием координат нахождения транспортного средства с максимально возможного количества спутников соответствующей системы - GPS или ГЛОНАСС. Прием данных произодится бесплатно по всему миру, спутниковые сети рассчитаны на повсеместное покрытие. Единственное исключение - это экранирование сигналов со спутников в случае въезда транспортного средства под металлические или армированные железобетонные покрытия - гаражи, паркинги, мосты, тоннели и т.п. В этом случае система слежения все равно покажет путь транспортного средства до этого объекта. Погрешность определения координат обычно не превышает 5-15 метров в плотной городской застройке, и 1,5-2,7 м на открытой местности. В случае использования приемника ГЛОНАСС, при отсутствии сигнала с российской группировки спутников ГЛОНАСС, комбинированный приемник автоматически переключается на группировку GPS, и объект не "пропадает с карты". Далее координаты записываются в память спутниковой системы и передаются по каналу GPRS (GSM интернет) на центральный сервер. См. также схему работы спутниковой системы мониторинга.

Необходимость установки ГЛОНАСС

Согласно приказу № 285 Минтранса РФ от 31.06.2012 года «Об утверждении требований к средствам навигации, функционирующим с использованием навигационных сигналов системы ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS и предназначенным для обязательного оснащения транспортных средств категории М, используемых для коммерческих перевозок пассажиров, и категории N, используемых для перевозки опасных грузов» абонентские терминалы должны соответствовать следующим требованиям: работа в сетях сотовой связи GSM900/1800 и UMTS, определение местоположения транспортного средства с точностью 15 м с вероятностью 95 %, возможность установления двусторонней голосовой связи с диспетчером, возможность автономной работы от аккумулятора в течение часа, рабочий диапазон температур от −40 до +85 С°. Данным требованиям, а также некоторым уточнениям согласно Приложениям к приказу, полностью соответствует система спутникового слежения Voyager 2N ГЛОНАСС.

Некоторые обязательства по установке ГЛОНАСС мониторинга могут быть возложены также при участии в проектах, связанных в частности с государственным финансированием, как это было, например, при работе транспортных средств на объектах ГК Олимпстрой.

В остальных случаях пользователь вправе использовать системы GPS мониторинга транспорта. GPS оборудование Voyager, при схожей функциональности, имеет более низкую цену и привлекательные возможности по экономичному оборудованию автопарка системой спутникового слежения, в частности система Voyager 2 Light "Эконом". 

gps-economy.ru

интересные факты и принципы работы

1. Первые спутники Глонасс были запущенны Советским Союзом в октябре 1982 года, к тому времени США уже запустили несколько подобных.

2. На данный момент система Глонасс включает в себя 24 спутника, которые полностью покрывают территорию России и 80% земного шара.

3. Некоторое время назад шведская компания SWEPOS, национальный оператор по предоставлению данных со спутников, решила перейти на Глонасс, ссылаясь на то что в северных широтах он лучше, или, как бы то ни было, два источника лучше, чем один.

4. В начале существования Глонасс на орбиту было запущено 43 спутника, но в 1991 году, в году распада СССР действовало всего 12.

5. Главная деталь на этих аппаратах — высокоточные (атомные) часы. Радиосигнал представляет собой фактически сигнал точного времени, привязанный к этим часам. Кроме того, в том же сигнале передаётся низкоскоростной (десятки бит в секунду) поток данных, в котором, помимо прочего, имеется информация о параметрах орбиты спутника — поэтому приёмник у потребителя навигационной информации (т. е. у нас с вами) может вычислить положение спутника в любой момент времени.

Приёмник получает сигналы от нескольких аппаратов и определяет, насколько они задержались друг относительно друга. Задержка зависит от расстояния до спутника. Конечно, есть различные поправки — сигнал в ионосфере и тропосфере движется чуть медленнее скорости света.

Также нужно учесть, что земля продолжает вращаться, пока сигнал идёт, а также принять во внимание другие поправки. После всего этого можно составить систему уравнений и решить её. Если мы принимаем 4 и более спутника, то можем определить 4 своих координаты — 3 пространственных и 1 временную.

6. От чего зависит точность решения? В первую очередь — от количества видимых спутников и их расположения на небе. Если у нас меньше 4 аппаратов — то решения не будет вообще. Если все видимые спутники сгруппированы в одной области неба — то решение будет плохое, точка будет скакать на десятки и даже сотни метров.

Так бывает, например, когда мы пытаемся поймать сигнал у окна. Оптимальная геометрия — когда спутники «растопырены», есть и зенитные, и загоризонтные. Такое бывает только в поле, в городе же дома мешают приёму (через дома сигнал не «пробивает»).

7. Второй фактор — качество сигнала. Для того, чтобы его улучшить его — нужно использовать внешнюю антенну. Например, в автомобиле её лучше всего расположить на крыше.Двухчастотные приёмники, которые принимают оба сигнала, излучаемых спутником (в диапазонах L1 и L2) позволяют свести к нулю ошибку, вносимую ионосферной задержкой. В ширпотребной аппаратуре китайских производителей такие приёмники обычно не используются, так как это сделает чип почти в два раза дороже — будьте внимательнее при покупке дешёвых навигаторов.

8. Ну и третий фактор — точность информации, передаваемой с борта, т. е. информации об орбитах и поправках к часам спутника. Станции, входящие в наземный сегмент ГНСС (Глонасс), определяют с помощью радио — и лазерных измерений орбиты, а потом прогнозируют их с высокой точностью (десятки сантиметров) и закладывают из на космические аппараты, а те в свою очередь передают потребителю. Если точность этих данных низкая, то и решение будет плохим. А точно спрогнозировать орбиты не так уж и просто.

Казалось бы, чего тут — задача курса школьной физики. Однако, не тут–то было. Земля — не материальная точка, её гравитационное поле «изрыто» и неоднородно, поэтому спутник летит, как будто едет по нашей ухабистой дороге, подпрыгивая и проваливаясь. Солнце, Луна и планеты тянут в совою сторону, солнечный ветер сдувает, а тут ещё Землю колбасит (прецессия земной оси, вот это все). В общем, не просто. И чем больше станций есть у каждой ГНСС, тем прогноз можно получить.

9. Вообще, зачем нужно тратить миллиарды на ГЛОНАСС? Ведь GPS устраивает большинство из нас.

Во-первых, военные. Не могут же они использовать систему вероятного противника, в которой к тому же гражданские потребители могут быть отключены в любой момент (при сохранении работоспособности для «их» военных, и даже мощность сигнала может быть увеличена для противодействия средствам РЭБ). Для военных ГНСС — это не только и не столько средство навигации кораблей, самолетов, танков, пехоты — но в большей степени средство наведения, в том числе и для стратегических видов вооружения. Высокоточное поражение объектов на больших расстояниях невозможно без ГНСС.

Во–вторых, две системы лучше, чем одна. В городах, в условиях высотной застройки каждый спутник на счету. Совместная обработка двух систем позволяет в 1.5–2 раза увеличить точность. А в некоторых случаях получить решение там, где по каждой системе в отдельности определиться невозможно.

10. Какие задачи сейчас решает ГНСС, кроме навигации?

В режиме пост–обработки сейчас можно получить точности лучше 1 см. Это позволяет наблюдать, например, за твердотельными приливами. Не только океаны «дышат» под действием Луны — но и земная кора «плавает» вверх–вниз на десятки сантиметров.

Таким же образом можно наблюдать и за движением континентальных плит. Мониторить здания, мосты и прочие объекты — если они начали деформироваться, значит нужно срочно осматривать их на наличие трещин, просадку фундамента и т. д.

Ну про мониторинг транспорта, наверное, все знают, где установка глонасс давно уже не считается экзотикой и редкостью.

Геодезисты все чаще используют ГНСС. Строители, есть даже проект автоматического комбайна, который будет косить рожь, опираясь на сигналы ГЛОНАСС — а оператору нужно будет только поставить ему задачу — от сих до сих.

11. Что лучше — ГЛОНАСС или GPS с технической точки зрения?

У нас орбиты спутников оптимизированы для лучшей работы в высоких широтах. Но спутников меньше. Надёжность наших аппаратов тоже хуже. Станций в наземном комплексе управления меньше.

Таким образом, параметры системы в целом — несколько хуже, чем у GPS. Но система развивается, разрабатываются новые модификации аппаратов, планируется расширение системы, вводятся новые сигналы, создаются функциональные дополнения. В общем, все только начинается! Многие задаются вопросом — может, и нет никакого ГЛОНАСС? Деньги списали, а на орбиту не слетаешь, не проверишь. Так вот — можете быть уверены, спутники есть, и они работают.

12. Как повысить точность?

Можно использовать дифференциальный режим. У нас один приёмник — базовый, координаты его мы знаем. Передавая с него поправки на расположенные по близости приёмники, мы можем снизить ошибку.

Пост–обработка записанных «сырых» данных (дальностей до спутников) позволяет получать сантиметровые точности для неподвижных объектов и дециметровые — для подвижных.Комплексирование с инерциальной системой навигации помогает значительно улучшить параметры обеих систем.

На автомобиле можно использовать информацию от датчиков оборотов колес — это устраняет «дрожание» трека и позволяет строит траекторию даже там, где сигналов от спутников нет — например, в туннелях.

Ну и в завершение ещё несколько интересных фактов:

— Изначально система ГЛОНАСС называлась «УРАГАН».

— Мощность сигналов ГНСС на поверхности Земли такая низкая, что шумы их значительно превосходят. Восстановить сигнал удаётся только с помощью цифровой обработки сигналов и статистических методов.

— Аппараты ГЛОНАСС обычно выводятся по 3 штуки за запуск. Естественно, в одну орбитальную плоскость (изменение наклонения орбиты — энергетически затратный манёвр). Потом они «своим ходом» летят в назначенные места на орбите и «якорятся» там. По идее, спутник при необходимости может перейти из одного «слота» в другой по команде с земли.

smitnews.ru


Смотрите также