Sistemele de monitorizare prin satelit vă permit să urmăriți locația obiectului de urmărire oriunde în lume. O acuratețe uimitoare este obținută prin utilizarea celor mai recente dezvoltări tehnologice, concepute de cei mai buni specialiști din întreaga lume.

Astfel de sisteme sunt un cuvânt nou în lumea managementului sistemelor de transport, datorită utilizării monitorizării prin satelit a transportului, este posibil să se stabilească un sistem logistic, să se reducă costurile de transport prin găsirea rapidă a căilor și rutelor de plecare pentru a livra mărfurile consumatorului. .

Aceste sisteme de monitorizare au fost dezvoltate pentru implementarea unor programe guvernamentale complexe și extrem de importante, ceea ce indică fiabilitatea proiectării lor și funcționarea eficientă. Astăzi, astfel de sisteme au devenit disponibile consumatorilor obișnuiți.

Astăzi, sistemele de monitorizare prin satelit sunt folosite de marile companii de logistică și transport. În același timp, costurile achiziției unui sistem de monitorizare sunt justificate - se plătesc deja în mai multe perioade de raportare de utilizare.

S-au dovedit în multe domenii, capacitățile lor cresc în fiecare an, iar costul de achiziție devine din ce în ce mai accesibil nu doar pentru marile corporații transnaționale, ci și pentru companiile mai mici.

Astfel, aceste sisteme sunt utilizate eficient de companiile mici care furnizează servicii de transport, inclusiv servicii de taxi. O astfel de monitorizare în industria taxiurilor vă permite să urmăriți rapid și precis locația mașinii, economisind astfel resursele umane, astfel încât, în timp, puteți automatiza sistemul de servicii de taxi și crește eficiența.

Sistemele noastre sunt ceea ce are nevoie societatea modernă, ceea ce va face viața mai sigură și afacerile mai eficiente.

Monitorizarea prin satelit a transportului

GLONASS

Informații generale GLONASS

Sistemul rusesc GLOBAL NAVIGATION Sputnik (GLONASS) este destinat suportului operațional global de navigație și cronometrare pentru un număr nelimitat de consumatori terestre, maritime, aeriene și spațiale. Sistemul a fost pus în funcțiune în 1993.

GLONASS este un sistem de stat care a fost dezvoltat ca un sistem cu dublă utilizare conceput pentru nevoile Ministerului Apărării și ale consumatorilor civili.

Din 1996, la propunerea Guvernului Federației Ruse, GLONASS, împreună cu GPS-ul american, a fost utilizat de către Organizația Aviației Civile Internaționale și Organizația Maritimă Internațională.

În conformitate cu Decretul președintelui Federației Ruse, accesul la semnalele de navigație civilă ale sistemului GLONASS este oferit consumatorilor ruși și străini gratuit și fără restricții.

Constelația GLONASS se bazează pe sateliți de nouă generație<Глонасс-М>. În viitorul apropiat, este planificată să înceapă testele de zbor ale navelor spațiale de nouă generație<Глонасс-К>din specificatii tehnice comparabil cu cei mai buni analogi din lume.

Responsabilitățile pentru gestionarea și funcționarea sistemului GLONASS sunt atribuite Ministerului Apărării al Federației Ruse.

Istoricul dezvoltării sistemului

Primul satelit GLONASS a fost lansat de Uniunea Sovietică pe orbită pe 12 octombrie 1982. Pe 24 septembrie 1993, sistemul a fost oficial pus în funcțiune cu o constelație orbitală de 12 sateliți. În decembrie 1995, constelația de sateliți a fost dislocată complet - 24 de sateliți.

Din cauza finanțării insuficiente și, de asemenea, din cauza duratei de viață scurte, numărul de sateliți operaționali a fost redus la 6 până în 2001.

În august 2001, a fost adoptat programul țintă federal „Sistemul de navigație globală”, conform căruia a fost planificată acoperirea completă a teritoriului Rusiei încă de la începutul anului 2008, iar sistemul avea să ajungă la scară globală până la începutul anului 2010. Pentru a rezolva această problemă, a fost planificat în cursul anilor 2007, 2008 și 2009 să facă șase lansări ale vehiculului de lansare și să pună 18 sateliți pe orbită - astfel, până la sfârșitul lui 2009, constelația ar avea din nou 24 de vehicule.

La sfârșitul lunii martie 2008, Consiliul designerilor șefi pentru sistemul rusesc de navigație globală prin satelit (GLONASS), care s-a întrunit la Institutul de Cercetare al Instrumentării Spațiale din Rusia, a ajustat ușor timpul de desfășurare a segmentului spațial GLONASS. Planurile anterioare presupuneau că sistemul va fi disponibil în Rusia până la 31 decembrie 2007; totuși, acest lucru a necesitat 18 sateliți funcționali, dintre care unii au reușit să-și dezvolte resursa garantată și au încetat să funcționeze. Astfel, deși în 2007 planul de lansare a sateliților GLONASS a fost îndeplinit (șase sateliți au intrat pe orbită), constelația orbitală din 27 martie 2008 includea doar șaisprezece sateliți operativi. Pe 25 decembrie 2008, numărul a fost crescut la 18 sateliți.
La sfatul designerilor-șefi ai GLONASS, planul de implementare a sistemului a fost ajustat astfel încât sistemul GLONASS să funcționeze în Rusia cel puțin până la 31 decembrie 2008. Planurile anterioare prevedeau lansarea a două triplete de noi sateliți Glonass-M pe orbită în septembrie și decembrie 2008; cu toate acestea, în martie 2008, datele de fabricație a sateliților și a rachetelor au fost revizuite pentru a se asigura că toți sateliții sunt operaționali înainte de sfârșitul anului. Se presupunea că lansările vor avea loc cu două luni mai devreme, iar sistemul va funcționa în Rusia înainte de sfârșitul anului. Planurile au fost implementate la timp.

În noiembrie 2009, a fost anunțat că Institutul ucrainean de Cercetare pentru Măsurări Radio Inginerie (Harkov) și Institutul de Cercetare Rusă pentru Instrumentație Spațială (Moscova) vor înființa o societate mixtă. Părțile vor crea un sistem de navigație prin satelit pentru a deservi consumatorii de pe teritoriul celor două țări. Proiectul va folosi stații de corecție ucrainene pentru a clarifica coordonatele sistemelor GLONASS.

Pe 15 decembrie 2009, la o întâlnire dintre premierul rus Vladimir Putin și șeful Roscosmos, Anatoly Perminov, a fost anunțat că desfășurarea GLONASS va fi finalizată până la sfârșitul anului 2010.

Odată cu trecerea la sateliții GLONASS-K, acuratețea sistemului GLONASS va deveni comparabilă cu acuratețea sistemului de navigație GPS NAVSTAR american, singurul sistem de navigație desfășurat în străinătate.

02 septembrie 2010 constelația de sateliți a fost completată cu încă 3 sateliți, iar numărul total de sateliți din constelație a fost adus la 26 de unități.

GPS

Istorie

Ideea creării navigației prin satelit a luat naștere în anii 50. În momentul în care URSS a lansat primul satelit artificial de pe Pământ, oamenii de știință americani conduși de Richard Kershner au observat semnalul venit de la satelitul sovietic și au constatat că, datorită efectului Doppler, frecvența semnalului recepționat crește pe măsură ce satelitul se apropie și scade pe măsură ce se îndepărtează. Esența descoperirii a fost că, dacă vă cunoașteți exact coordonatele pe Pământ, atunci devine posibil să măsurați poziția și viteza satelitului și invers, cunoscând poziția exactă a satelitului, vă puteți determina propria viteză și coordonatele. .

Această idee a fost realizată după 20 de ani. Primul satelit de testare a fost lansat pe orbită pe 14 iulie 1974 de către Statele Unite, iar ultimul dintre toți cei 24 de sateliți necesari pentru a acoperi întreaga suprafață a pământului a fost lansat pe orbită în 1993, astfel că GPS-ul a intrat în funcțiune. A devenit posibil să se utilizeze GPS-ul pentru a viza cu precizie rachetele staționare și apoi obiectele în mișcare în aer și pe sol.

Inițial, GPS, sistemul de poziționare globală, a fost dezvoltat ca un proiect pur militar. Însă după ce un avion Korean Airlines cu 269 de pasageri la bord a fost doborât în ​​1983, președintele SUA Ronald Reagan a autorizat utilizarea parțială a sistemului de navigație în scopuri civile. Pentru a evita utilizarea sistemului în scopuri militare, precizia a fost redusă printr-un algoritm special.

Apoi au apărut informații că unele companii au descifrat algoritmul de reducere a preciziei la frecvența L1 și au compensat cu succes această componentă a erorii. În 2000, această creștere a preciziei a fost abolită printr-un decret al președintelui Statelor Unite.

Posturi de control la sol ale segmentului spațial

Constelația orbitală este monitorizată de la stația principală de control situată la baza Schriever Air Force, Colorado, SUA și cu ajutorul a 10 stații de urmărire, dintre care trei stații sunt capabile să trimită date de corecție către sateliți sub formă de semnale radio cu un frecventa de 2000-4000 MHz. Cea mai recentă generație de sateliți distribuie datele primite între alți sateliți.

aplicație GPS

În ciuda faptului că proiectul GPS a fost inițial destinat unor scopuri militare, astăzi GPS-ul este din ce în ce mai folosit în scopuri civile. Receptoarele GPS sunt vândute în multe magazine de electronice și încorporate în telefoane mobile, smartphone-uri, PDA-uri și echipamente de bord. De asemenea, se oferă consumatorilor diverse dispozitiveȘi produse software, permițându-vă să vă vedeți locația pe o hartă electronică; având capacitatea de a așeza trasee ținând cont de semnele rutiere, virajele permise și chiar ambuteiajele; caută pe hartă anumite case și străzi, atracții, cafenele, spitale, benzinării și alte infrastructuri.

• Geodezie: folosind GPS, se determină coordonatele exacte ale punctelor și limitele terenurilor.
• Cartografie: GPS-ul este utilizat în cartografia civilă și militară.
• Navigare: cu folosind GPS se efectuează atât navigaţia maritimă cât şi rutieră.
• Cu ajutorul GPS-ului se monitorizează poziția și viteza mașinilor, iar mișcarea acestora este controlată.
• Celular: Primele telefoane mobile cu GPS au apărut în anii 90. În unele țări, cum ar fi Statele Unite, aceasta este folosită pentru a determina rapid locația unei persoane care sună la 911. În Rusia, în 2010, a fost lansat un proiect similar, Era-glonass.
• Tectonica, tectonica plăcilor: GPS-ul este folosit pentru a observa mișcările și oscilațiile plăcilor.
• Activități în aer liber: Există diverse jocuri care folosesc GPS, cum ar fi Geocaching, etc.
• Geo-etichetare: informațiile, cum ar fi fotografiile, sunt „etichetate” la coordonate folosind receptoare GPS încorporate sau externe.

Precizie

Precizia tipică a receptoarelor GPS moderne în plan orizontal este de aproximativ 10-12 metri cu vizibilitate bună a sateliților (la fel cu cea a GLONASS). În Statele Unite și Canada există stații WAAS care transmit corecții pentru modul diferențial, ceea ce reduce eroarea la 1-2 metri în aceste țări. la utilizarea unor moduri diferențiale mai complexe, precizia determinării coordonatelor poate fi mărită la 10 cm.Din păcate, acuratețea oricărui SNS depinde foarte mult de deschiderea spațiului, de înălțimea sateliților utilizați deasupra orizontului.

Este încă greu de crezut că în epoca noastră a comerțului „sălbatic” există o posibilitate absolut gratuită (cu disponibilitatea mijloacelor tehnice) de a-ți determina locația oriunde în lume. Aceasta este una dintre cele mai mari invenții ale secolului al XX-lea! Acest sistem de miliarde de dolari (astăzi există mai multe dintre ele) a fost conceput în primul rând în interesul apărării (și al științei), dar a trecut foarte puțin timp și aproape fiecare persoană a început să-l folosească în fiecare zi. Sub navigatorul GPS vom înțelege un receptor radio special pentru determinarea coordonatelor geografice locatia curenta(pozitionare).

Am fost îndemnat să scriu această postare de fraza unui turist cunoscut în cercuri restrânse despre Navigator Garmin Etrex 30x.
Iată un citat din articolul său: „Sistem prin satelit: GPS / GPS + Glonass / Modul Demo. Nu sugerează că numai Glonass nu poate fi pornit? Deci nu există. Instrucțiunile nu spun nimic despre asta. Puteți lua Garmin într-o mână de dragul râsului, iar într-un alt smartphone cu GLONASS, deschide ecranul de afișare prin satelit și încearcă să găsești altele asemănătoare. Aceasta este doar o emulare, așa că nu contează dacă pui GPS sau GPS + GLONASS."
Cum îți place această afirmație? Doar nu aruncați papucii verificați imediat. Deoarece aici apar conceptele „GPS”, „GLONASS” și „Garmin”, va trebui să acoperim subiectul în întregime.

1 - GPS
Primul sistem de poziționare globală a fost sistemul american NAVSTAR, care datează din 1973. Deja în 1978 a fost lansat primul satelit, care poate fi considerat începutul erei Sistemului de poziționare globală (GPS), iar în 1993 constelația orbitală era formată din 24 de nave spațiale (SC), dar abia în 2000 (după dezactivare). a modului de acces selectiv) a început operarea regulată pentru utilizatorii civili.
Sateliții NAVSTAR sunt situați la o altitudine de 20.200 km cu o înclinare de 55° (în șase avioane) și o perioadă orbitală de 11 ore și 58 de minute. GPS folosește Sistemul Geodezic Mondial din 1984 (WGS-84), care a devenit standardul pentru sistemele de coordonate din întreaga lume. TOȚI navigatorii localizează (afișează coordonatele) în acest sistem în mod implicit.

Constelația este formată în prezent din 32 de sateliți. Cel mai devreme din sistem este 22 noiembrie 1993, cel mai recent (cel mai recent) este 9 decembrie 2015.


()

2 - GLONASS
Sistemul de navigație intern a început cu sistemul Cicada format din patru sateliți în 1979. Sistemul GLONASS a fost pus în funcțiune de probă în 1993. În 1995, a fost desfășurată o constelație orbitală completă (24 de sateliți Glonass de prima generație) și a început funcționarea regulată a sistemului. Din 2004, au fost lansați noi sateliți „Glonass-M”, care difuzează două semnale civile la frecvențele L1 și L2.
Sateliții GLONASS se află la o altitudine de 19.400 km cu o înclinare de 64,8° (în trei planuri) și o perioadă de 11 ore și 15 minute.

Constelația este formată în prezent din 24 de sateliți. Cel mai devreme din sistem este 3 aprilie 2007, cel mai recent (cel mai recent) este 16 octombrie 2017.


()

Tabel cu numerele de sateliți GLONASS. Există un număr GLONASS și un număr COSMOS. Telefoanele noastre inteligente au numere de satelit complet diferite. De la 1 acesta este GPS, de la 68 - GLONASS.
În plus - sunt chiar diferite în navigator și smartphone.

Acum să ne uităm la programul „Orbitron”. În după-amiaza zilei de 4 aprilie, 10 sateliți ai sistemului GLONASS au „zburat” pe cer în Izhevsk.

Sau într-o altă vizualizare - pe hartă. Există toate datele despre fiecare satelit.

Principala diferență dintre cele două sisteme este semnalul și structura acestuia.
Sistemul GPS folosește diviziunea codului. Un semnal cu un cod de precizie standard (cod C/A) transmis în banda L1 (1575,42 MHz). Semnalele sunt modulate cu secvențe pseudo-aleatoare de două tipuri: codul C/A și codul P. C/A - cod public - este un PRN cu o perioadă de repetiție de 1023 de cicluri și o frecvență a pulsului de 1,023 MHz.
În sistemul GLONASS, diviziunea de frecvență a canalelor. Toți sateliții folosesc aceeași secvență de cod pseudo-aleatoriu pentru a transmite semnale deschise, totuși fiecare satelit transmite pe o frecvență diferită folosind separarea de frecvență pe 15 canale. Semnale radio de navigație cu diviziunea de frecvență în două benzi: L1 (1,6 GHz) și L2 (1,25 GHz).
Structura semnalului este, de asemenea, diferită. Modele matematice fundamental diferite sunt folosite pentru a descrie mișcarea sateliților pe orbită. Pentru GPS, acesta este un model în elemente osculatoare. Acest model presupune că traiectoria satelitului este împărțită în secțiuni, în care mișcările sunt descrise de modelul Keplerian, ai cărui parametri se modifică în timp. Sistemul GLONASS utilizează un model de mișcare diferențială.
Acum la întrebarea posibilității de combinare. 2011 a trecut sub auspiciile suportului GLONASS. La proiectarea receptoarelor, a fost important să se depășească problemele de incompatibilitate dintre suportul hardware GLONASS și GPS. Adică, semnalul GLONASS modulat în frecvență a necesitat o lățime de bandă mai mare decât semnalele PCM utilizate de GPS, filtre trece-bandă cu centre de frecvență diferite și rate diferite de cip. Pentru a economisi energie în navigatoare, este recomandat să activați modul „Numai GPS”.

3 - Garmin
Producătorul american de dispozitive portabile de navigație și-a câștigat faima la nivel mondial în primul rând datorită navigatoarelor GPS turistice (seria GpsMap, eTrex, Oregon, Montana, Dakota) și a navigatoarelor auto, a ceasurilor sport și a sondelor eco. Sediul central este situat în Olat, Kansas. Din 2011, Garmin a început să vândă navigatoare GPSMAP 62stc cu capacitatea de a primi și procesa semnale de la sateliții GPS și GLONASS. Cu toate acestea, informațiile despre producătorii de cipuri utilizate au devenit un secret comercial.

Utilizarea receptoarelor cu sistem dual ajută la îmbunătățirea calității navigației în condiții reale, în timp ce acuratețea determinării coordonatelor celor două sisteme nu afectează în niciun fel. Un semnal insuficient de la sateliții unui sistem la o anumită locație și la un moment dat este compensat de sateliții altui sistem. Numărul maxim de sateliți „vizibili” pe cer în condiții ideale: GPS - 13, GLONASS - 10. Din acest motiv, majoritatea receptoarelor convenționale (negeodezice) au 24 de canale.

Iată rezultatele testelor din 2016. Pentru informațiile dvs. - NAP-4 și NAP-5 folosesc receptoare de navigație ale fabricii de radio Izhevsk MNP-M7 și, respectiv, MNP-M9.1.

Concluzii. Cele mai bune rezultate în ceea ce privește precizia de poziționare pe traseul experimentului au fost prezentate de NAP-1, NAP-2, NAP-4. Toate NAP-urile au o precizie de poziționare suficientă pentru o navigare sigură în toate modurile. În același timp, precizia de poziționare în modul GPS și în modul combinat este ceva mai bună decât în ​​modul GLONASS.
Rezultatele NAP-3 cu software experimental în ceea ce privește precizia poziționării în plan în toate modurile sunt mai slabe decât cele ale aceluiași receptor cu software standard (NAP-2). Nu există o astfel de diferență în precizia înălțimii. Excepțiile sunt erorile mari în modul combinat, cauzate de o defecțiune unică în funcționarea NAP, care a dus la abateri mari.
Rezultatele NAP-5 sunt în general mai proaste decât cele ale NAP-ului aceluiași producător din generația anterioară (NAP-4). A existat o ușoară îmbunătățire a preciziei de poziționare în plan în modul GLONASS. ()

Antena navigatorului primește semnale prin satelit și le transmite receptorului, care le prelucrează. Cipurile pentru dispozitivele de navigație care acceptă GPS + Glonass sunt acum produse de multe companii: Qualcomm (SiRFatlas V, drol_linksîn Garmins există un receptor STA8088EXG de la una dintre cele mai mari companii europene STMicroelectronics.

Concluzii pentru utilizatorii navigatorului Garmin:
1. În navigatoarele și ceasurile Garmin (după 2011), a devenit posibil să se selecteze (activați recepția și procesarea semnalului) fie GPS, fie GPS + GLONASS. Separat, GLONASS nu este furnizat din cauza faptului că este Garmin (bine, cum vor include americanii doar ceva rusesc?)
2. În condiții ideale sau apropiate de acestea (stepă, câmpie), al doilea sistem nu este necesar. În munți, oraș și latitudinile nordice - foarte de dorit. Dar consumul de energie va fi mai mare.
3. Ei bine, dacă producătorii de smartphone-uri au reușit să „împingă” această caracteristică în dispozitivele lor compacte, atunci de ce nu a „reușit” Garmin în asta?
Noroc!

) este conceput pentru a determina coordonatele curente, altitudinea, viteza și timpul din semnalele sistemelor de navigație prin satelit GLONASS, GPS și SBAS (WAAS, EGNOS). Se integrează cu ușurință în complexe și sisteme de navigație.

Zona de aplicare

Receptorul de navigație poate fi utilizat în sisteme de navigație de înaltă precizie, inclusiv sisteme cu dinamică ridicată a obiectelor, în sisteme de control al traficului feroviar, auto, aerian, maritim, fluvial și alte tipuri de transport.

Modulul receptor este realizat sub forma unei plăci de circuit imprimat cu un aranjament unilateral de elemente și plăcuțe pentru montare la suprafață.

Specificații

Performanța navigației

Nume	Sens
Ora primei determinări a parametrilor de navigare, s, nu mai mult de:
- pornire la cald	5
- pornire la cald	35
- pornire la rece	40
Timp de recuperare pentru urmărirea semnalelor constelației de lucru a satelitului după pierderea urmăririi în momentul pierderii, s, nu mai mult:
- până la 120 s	5
- până la 10 min	10
Rata de determinare a parametrilor de navigare, Hz	1—10
Eroare de formare a unui al doilea marcaj de timp în raport cu ora comună UTC, µs, nu mai mult	0,1
Precizia determinării coordonatelor geografice cu o probabilitate de 0,95, m, nu mai mult de:
— prin sistemul GLONASS	20
– prin sistem GPS	15
— folosind sisteme GLONASS/GPS	15
- în regim diferenţial	3

Caracteristici electrice și proiectare

Introducere în sistemul GLONASS

GLONASS(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM) este un sistem de radionavigație prin satelit care permite unui număr nelimitat de consumatori din orice punct al Pământului și al spațiului aerian, indiferent de condițiile meteorologice, să-și determine coordonatele, viteza și ora exactă cu mare precizie. Domeniile de utilizare ale sistemului GLONASS sunt extinse și variate. Printre acestea se numără următoarele:

1. Organizarea traficului aerian și maritim, îmbunătățirea siguranței zborului și navigației.


2. Geodezie și cartografie, întocmirea cadastrelor terestre și forestiere, construcția de drumuri, amenajarea de comunicații și conducte, controlul zonelor periculoase seismic, geologia și explorarea mineralelor, dezvoltarea zăcămintelor de petrol și gaze în zonele platformelor costiere, determinarea parametrilor de rotația Pământului etc.


3. Monitorizarea transportului terestru, organizarea și managementul circulației mărfurilor, transportului feroviar și rutier interurban, realizarea de vehicule „inteligente”.


4. Sincronizarea scărilor de timp ale obiectelor îndepărtate.


5. Monitorizarea mediului, organizarea operațiunilor de căutare și salvare.

Caracteristicile sistemului GLONASS

• Acuratețea determinărilor de navigație în funcție de poziție, m (probabilitate 99,7%) - 50-70.


• Precizia determinării componentelor vectorului viteză al consumatorului, m/s (probabilitate de 99,7%) nu este mai mică de 0,15.


• Precizia legării timpului efemeridei la GMT (probabilitate de 99,7%) este de 1 µs.


• Timpul necesar pentru efectuarea: - primei determinări de navigație - de la 1 la 3 minute; definițiile ulterioare de navigare - de la 1 la 10 s.

Primul satelit GLONASS (Cosmos 1413) a fost lansat pe 12 octombrie 1982. Oficial, sistemul GLONASS a fost pus în funcțiune pe 24 septembrie 1993, prin ordin al președintelui Federației Ruse.

Cum funcționează sistemul GLONASS

Pentru a determina coordonatele tridimensionale, viteza și timpul, consumatorul folosește semnale de navigație transmise constant de sateliții GLONASS. Fiecare satelit GLONASS transmite semnale radio de navigație de două tipuri: precizie standard (ST) și precizie ridicată (HT). Semnalul CT este transmis în banda L folosind principiul diviziunii în frecvență a canalelor. Aceasta înseamnă că fiecare satelit GLONASS transmite un semnal de navigație la propria frecvență purtătoare: L1=1602 MHz + 0,5625n MHz, unde n este numărul canalului de frecvență (n=0,1,2…). Sateliții care se află în puncte opuse în planul orbitei (sateliți antipodali) pot transmite semnale de navigație pe același purtător. Prezența simultană a sateliților antipodali în zona de vizibilitate a unui consumator individual este imposibilă. Receptorul de navigație al utilizatorului primește automat semnale de la cel puțin 4 sateliți GLONASS și măsoară pseudo-ratele la acești sateliți și ratele lor de schimbare. Concomitent cu măsurătorile, mesajele de navigație sunt extrase și procesate din semnalele satelitului. Ca urmare a prelucrării în comun în procesorul receptorului de măsurători și mesaje de navigație, se calculează trei coordonate ale consumatorului, trei componente ale vitezei de mișcare a acestuia și timpul exact.

Compoziția sistemului GLONASS

Sistemul GLONASS include trei subsisteme (segmente): un subsistem de navă spațială (segment orbital), un complex de control la sol (segment de sol) și un subsistem de consum (segment).

Subsistemul navelor spațiale

Constelația GLONASS complet desfășurată este formată din 24 de nave spațiale situate în trei planuri orbitale. Avioanele sunt distanțate în longitudine cu 120 de grade și deplasate unul față de celălalt prin argumentul latitudinii cu 15 grade. Opt sateliți sunt plasați în fiecare plan cu o deplasare uniformă a latitudinii de 45 de grade. Sateliții sunt localizați pe orbite circulare cu o înclinare de 64,8 grade și o perioadă orbitală de aproximativ 11 ore și 15 minute. Această configurație a constelației orbitale face posibilă asigurarea prezenței constante a cel puțin 5 sateliți cu o geometrie acceptabilă a constelației în zona de vizibilitate a consumatorului situat oriunde pe Pământ și spațiul apropiat de Pământ.

În prezent, subsistemul orbital GLONASS este format din 24 de sateliți operativi și unul de așteptare. În același timp, un câmp de navigație continuu este prevăzut cu o prezență constantă a 5 ... 8 sateliți GLONASS în zona de vizibilitate a consumatorului. Caracteristicile de observabilitate ale sateliților GLONASS la latitudini nordice (> 50 de grade) sunt mai bune decât caracteristicile de observabilitate ale sateliților GPS.

Satelitul GLONASS

Lansarea sateliților GLONASS pe orbită este efectuată de Forțele Spațiale Ruse din cosmodromul Baikonur. Transportatorul de clasă grea PROTON lansează trei sateliți în același timp. Echipamentul de bord al satelitului GLONASS include un complex de navigație, un complex de control, sisteme de orientare, stabilizare, corecție etc. Fiecare satelit este echipat cu un standard de timp/frecvență de cesiu conceput pentru a forma o scală de timp extrem de stabilă la bord și pentru a sincroniza toate procesele. în echipamentul de bord. Computer de bord prelucrează informațiile de navigare care provin de la GCC și le transformă într-un format de mesaj de navigare pentru consumatori.

Mesaj de navigare

Mesajul de navigație este transmis ca parte a semnalului radio de navigație și include:

• efemeride satelit, corecții frecvență-timp la scara de timp de la bord în raport cu ora sistemului GLONASS și UTC(SU);


• marcaje temporale;


• almanah de sistem.

Efemeridele sunt coordonate exacte (x,y,z) și derivatele lor prima și a doua, care descriu poziția satelitului în sistemul de coordonate geocentric PZ-90. Almanahul conține informații despre toți sateliții sistemului, și anume: elemente Kepleriene, valori brute ale corecțiilor de timp la timpul de bord în raport cu ora sistemului și semnele de funcționare/defecțiune ale fiecărui satelit.

Complex de control la sol

Constelația GLONASS este controlată de complexul de control al solului (GCC). Include Centrul de Control al Sistemului (SCC) (Golitsino-2, Regiunea Moscova) și o rețea de stații de urmărire și control dispersate în toată Rusia. Complexul de control la sol colectează, acumulează și procesează informații despre traiectorie și telemetrie despre toți sateliții sistemului și emite comenzi de control și informații de navigație fiecărui satelit. Informațiile despre traiectorie sunt calibrate periodic cu ajutorul telemetrului laser (stații cuanto-optice) de la NCU. Pentru a face acest lucru, sateliții GLONASS sunt echipați cu reflectoare laser. Sincronizarea tuturor proceselor este foarte importantă pentru funcționarea corectă a sistemului. Pentru a face acest lucru, NKU este prevăzut cu un sincronizator central (CC), care este un standard de înaltă precizie pentru timpul/frecvența hidrogenului. CA este sincronizat cu standardul național de timp/frecvență UTC(SU).

Dezvoltarea subsistemelor diferențiale GLONASS în Rusia

Studiul modului de navigație diferențială pentru sistemul GLONASS din Rusia a fost urmărit activ de la sfârșitul anilor 1970, aproape în paralel cu dezvoltarea sistemului GLONASS în sine. La aceste lucrări au participat activ oameni de știință de la Institutul Central de Cercetare al Forțelor Spațiale Militare, Institutul Rus de Cercetare a Instrumentării Spațiale, Institutul Rus de Radio Navigație și Timp și Asociația de Cercetare și Producție a Mecanicii Aplicate. Cu toate acestea, din diverse motive obiective, implementarea practică a modului de navigație diferențială în Rusia sub formă de subsisteme diferențiale a fost amânată.

Intensificarea lucrărilor privind modurile de navigație diferențială în Rusia a avut loc în 1990-1991. Trebuie remarcat faptul că zonele de acoperire ale unor rețele GPS diferențiale străine captează parțial teritoriul Rusiei și apele mărilor din jurul acestuia. În plus, unele firme străine manifestă un interes serios pentru dezvoltarea pieței de consum din Rusia și implementarea rețelelor lor diferențiale în Rusia. În aceste condiții, interesul consumatorilor și producătorilor ruși de echipamente de navigație pentru modurile de navigație diferențială a crescut. Prin urmare, s-au început activ lucrările la crearea stațiilor diferențiale în diverse scopuri.

În prezent, există planuri în Rusia de a crea subsisteme diferențiale locale și regionale care să servească avioane și nave. Dată fiind specializarea lor departamentală, în principal datorită canalelor alese pentru aducerea amendamentelor corective consumatorilor, utilizarea acestor sisteme de către o altă gamă mai largă de consumatori este problematică. Prin urmare, ar trebui să ne așteptăm în viitor la apariția intențiilor de a crea alte subsisteme diferențiale în interesul, de exemplu, a suportului de navigație pentru transportul terestru. Astfel, în Rusia se poate observa o tendință spre crearea unei rețele de subsisteme diferențiale departamentale axate pe deservirea consumatorilor dintr-o anumită clasă. Conform principiului generării de informații corective, aceste sisteme sunt locale și zonele lor de lucru nu se suprapun pe teritoriul Rusiei. O astfel de dezvoltare a subsistemelor diferențiale de-a lungul căii unei simple creșteri aritmetice a numărului lor cu greu poate fi numită justificată din punct de vedere economic. Prin urmare, în urma cercetărilor efectuate, a fost propusă o altă modalitate de dezvoltare a subsistemelor diferențiale.

În 1994, Institutul Central de Cercetare al Forțelor Spațiale Militare, împreună cu Centrul de Coordonare Științifice și Informaționale, au dezvoltat și propus o variantă de construire a unui subsistem diferențial extins pe teritoriul Rusiei, folosind infrastructura complexului rusesc de control al navelor spațiale la sol. . Acest subsistem diferențial cu suprafață largă poate deservi aproape toți utilizatorii majori ai sistemului GLONASS din Rusia. Principiile de funcționare a unui astfel de sistem extins și algoritmii de generare a informațiilor corective au fost anterior dezvoltați și testați practic folosind informații de măsurare obținute prin intermediul complexului de control la sol pentru sistemul GLONASS, precum și în procesul de lucru experimental comun al Institutul Central de Cercetare al VKS, KNIT-urile VKS și Compania Rusă de Navigație Marină și Geodezică în zonele Orientului Îndepărtat și Asia de Sud-Est. Ca rezultat al analizei stării de dezvoltare a subsistemelor diferențiale în Rusia și în străinătate în 1994, a devenit clar că dezvoltarea izolată a subsistemelor diferențiale locale și cu decalaj larg nu îndeplinește cerințele moderne. Pentru a coordona dezvoltarea subsistemelor diferențiale individuale în Rusia și în vederea integrării lor ulterioare într-un singur sistem diferențial (de stat), în 1994 s-a propus dezvoltarea unui concept pentru construirea subsistemelor diferențiale ale sistemului GLONASS, care a fost reflectat în decizia interdepartamentală „Cu privire la efectuarea lucrărilor de creare a subsistemelor diferențiale de diferite niveluri și a sistemelor de control al integrității. Un astfel de concept a fost dezvoltat în comun de Forțele Spațiale Militare și Ministerul Transporturilor și aprobat în martie 1996.

Scurtă descriere a conceptului de sistem diferențial unic

Conceptul definește că sistemul diferențial rus ar trebui să aibă trei niveluri structura ierarhica, inclusiv poliția rutieră pe zonă largă, o rețea de poliție rutieră regională, poliția rutieră locală. Conceptul notează că fiecare nivel RDS este un subsistem independent capabil să-și rezolve în mod autonom sarcinile așa cum a fost prevăzut. Împreună, acestea ar trebui să reprezinte un singur sistem care oferă oricărui consumator informații precise de navigare. Primul nivel al structurii RDS este DPS cu decalaj larg. Îndeplinește următoarele funcții: — colectarea și prelucrarea informațiilor de la stațiile de observare, CCS de al doilea și al treilea nivel pentru a rafina cu promptitudine parametrii modelelor ionosferice regionale, efemeride și FWP ai navei spațiale GLONASS, precum și informații privind integritatea sistemul; — transmiterea informațiilor necesare de la poliția rutieră cu arie largă la al doilea și al treilea nivel de CCS sau direct către consumatori; — interacțiunea cu instalațiile GLONASS GLONASS (centrul de control al sistemului, sectorul de control al câmpului de navigație). Numărul necesar de KKS de nivelul 1 este 3…5. Fiecare KKS de nivel 1 este centrul unui DPS cu gamă largă. Precizia determinării coordonatelor din semnalele KKS de la primul nivel este de 5–10 m la distanțe de KKS de 1500–2000 km. În opinia noastră, crearea unei rețele CCS de nivel 1 este posibilă pe baza infrastructurii existente a complexului rusesc de control al navelor spațiale de la sol, inclusiv puncte de control al navelor spațiale, un sistem de schimb de date și facilități de calcul. Următoarele circumstanțe vorbesc în favoarea acestui lucru: - punctele de măsurare și instalațiile terestre ale complexului de control al navelor spațiale rusești sunt dispersate în toată Rusia, ceea ce va face posibilă crearea, în versiunea subsistemului diferențial extins, a unui câmp diferențial al GLONASS SOS , care acoperă teritoriul Rusiei și al țărilor învecinate; - complexul are deja o infrastructură dezvoltată, un sistem de colectare și prelucrare a informațiilor de navigație în interesul controlului navelor spațiale în diverse scopuri; - când se operează un DPS cu zonă largă, este cel mai simplu să se organizeze interacțiunea dintre sistemul GLONASS, sistemul GLONASS și facilitățile de control al traficului, pentru a forma atât informații diferențiale corective, cât și semnale de avertizare privind încălcarea integrității. În același timp, în interesul DPS cu gamă largă, pot fi utilizate și informații de la DPS regional și local.

Al doilea nivel este format din poliția rutieră regională (specializată), care sunt create pentru a acoperi anumite zone, cele mai dezvoltate economic, cu un număr mare de consumatori sau pentru a deservi anumite clase de consumatori. Zonele de desfășurare a poliției rutiere regionale pot fi zone cu trafic intens (aerian, maritim, rutier, feroviar), zone cu condiții meteorologice dificile, zone de cercetare etc. Precizia determinării coordonatelor cu ajutorul semnalelor de nivel KKS-2 este de 3 ... 10 metri la distante de la KKS la 500 km.

Al treilea nivel este poliția rutieră locală desfășurată în anumite zone pentru a rezolva sarcini private economice, științifice și de apărare. Sistemele pentru efectuarea lucrărilor departamentale speciale (episodice), inclusiv sistemele cu procesare post-procesare a observațiilor, pot fi, de asemenea, clasificate ca DPS local. DPS local poate fi precis și poate oferi precizie decimetrică a determinărilor spațiale la distanțe de până la câteva zeci de kilometri. Ele pot fi create și în versiuni mobile. Este posibil să includeți pseudo-sateliți în DPS-ul nivelului 3.

Utilizarea combinată a GPS și GLONASS

Caracteristicile GPS și GLONASS

Parametrii		GLONASS
Numărul de sateliți	24	24
Numărul de planuri orbitale	6	3
Înclinație orbitală, grade	55	65,8
Raza orbitală, km	26,560	25,510
Perioada, ore: minute	11:58	11:16
Semnale, MHz	L1: 1575,42; L2: 1227,60	L1: (1602 + 0,5625n), L2: (1246 + 0,4375n), n = 1,2, …, 24
Frecvența de codificare, MHz	C/A 1,023; P 10,23	C/A 0,511; P5.11
Sistem de coordonate	WGS84	SGS85
Timp	UTC (USNO)	UTC(SU)
Specificații de precizie (95%):
Precizie orizontală, metri	100	100
Precizie verticală, metri	140	150

Tabelul rezumă caracteristicile GPS și GLONASS, structurile semnalului acestora și datele de precizie. Ambele sisteme sunt exact la fel. Controversa se referă la șase planuri orbitale pentru GPS față de trei pentru GLONASS, diviziunea codului versus multiplexarea în frecvență a semnalelor de sincronizare. Deoarece GLONASS are o înclinație orbitală mai mare, dă rezultate mai bune în regiunile polare.

După cum se arată în tabel, fiecare sistem transmite semnale pe două frecvențe. Doar codul C/A al oricărui sistem este disponibil pentru uz civil. În GLONASS, nu există o reducere intenționată a preciziei din cauza SA. Precizia reală a oricăruia dintre sisteme este mult mai bună decât cea indicată și este de aproximativ 30 de metri.

Statele Unite garantează invarianța structurii semnalului timp de 10 ani, Rusia - timp de 15 ani, ceea ce înseamnă invarianța circuitelor receptorului. Durata de viață a sateliților GPS este de 7 ani, GLONASS - 5. Din cauza constrângerilor financiare, menținerea sistemului rusesc rămâne o provocare.

GPS și GLONASS - sisteme autonome, fiecare cu propriul său standard de timp. Standardul GPS este Universal Time Code (UTC), al cărui standard american se află la Laboratorul Naval al SUA. Scala de timp adoptată de GLONASS este UTC (SU), standardul național al Uniunii Sovietice. Diferența dintre aceste standarde este în prezent de 2 secunde, dar stabilitatea acestei diferențe nu este garantată. Deoarece este necesară determinarea și măsurarea precisă a timpului, utilizatorul trebuie să fie capabil să determine diferența instantanee între două standarde de timp. Problema poate fi redusă la estimarea poziției folosind două seturi de pseudointervaluri, fiecare conținând un decalaj de timp necunoscut. Aceasta duce la o creștere a numărului de necunoscute până la 5. În cel mai extrem caz, puteți rezolva problema fără o necunoscută suplimentară, sacrificând măsurarea intervalului dintre standarde. Dar, deoarece utilizarea combinată a GPS și GLONASS are o cantitate redundantă de informații, astfel de situații sunt extrem de rare.

Cele două sisteme exprimă pozițiile sateliților lor și, prin urmare, utilizatorilor lor, în diferite sisteme de coordonate geocentrice. GPS se bazează pe sistemul de coordonate WGS84; GLONASS - pe SGS85. Combinarea sistemelor de coordonate necesită evaluarea transformării dintre ele. Rezultatele experimentale arată că coordonatele punctelor de pe sol, exprimate în diferite sisteme de coordonate, diferă cu cel mult 20 de metri.

Un procent mic (0,4%) dintre utilizatorii GPS-21 văd mai puțin de patru sateliți. În cazul utilizării combinate a sistemelor GPS + GLONASS, toți utilizatorii ar vedea cel puțin opt sateliți în același timp (reamintim că este necesar un minim de patru sateliți pentru estimarea poziției), iar 99% dintre utilizatori văd 10 sau mai mulți sateliți, și aproape jumătate văd paisprezece sau mai mult. Se poate observa că unii utilizatori nu își pot estima poziția folosind GPS sau GLONASS separat. Cu o constelație combinată de sateliți, toți utilizatorii au seturi redundante de măsurători. Histograma de mai sus ia în considerare doar sateliții care sunt amplasați cu mult deasupra orizontului (> 7,5 grade).

Precizia poziționării GPS, GLONASS și utilizarea lor combinată

	eroare orizontală		Eroare de înălțime
GPS (fara SA)	7	18	34
GPS (cu SA)	27	72	135
GLONASS	10	26	45
GLONASS+GPS	9	20	38

Astăzi este greu de găsit o sferă de dezvoltare socio-economică în care serviciile de navigație prin satelit să nu poată fi utilizate. Cea mai relevantă este utilizarea tehnologiilor GLONASS în industria transporturilor, inclusiv navigația maritimă și fluvială, transportul aerian și terestru. În același timp, conform experților, aproximativ 80% din echipamentele de navigație sunt folosite în transportul rutier.

TRANSPORT TERESTRE

Unul dintre principalele domenii de aplicare a navigației prin satelit este monitorizarea vehiculelor. Acest serviciu este cel mai important pentru companiile industriale, de construcții, de transport. Echipamentele de navigație care primesc semnale de la sistemul GLONASS fac posibilă determinarea locației mașinii, citirile senzorilor de măsurare pot asigura atât siguranța transportului de pasageri, cât și confortul și optimizarea funcționării vehiculelor comerciale și exclude utilizarea greșită a acestuia. Implementarea sistemului permite proprietarilor de flote să-și reducă costurile de întreținere cu 20-30% în 4-6 luni.

Una dintre tehnologiile implementate în Rusia pe baza navigației prin satelit este Intelligent Transport System (ITS). Include monitorizarea transportului mărfurilor periculoase, voluminoase și grele, monitorizarea regimului de muncă și odihnă al șoferilor, gestionarea și programarea traficului de pasageri, informarea călătorilor cu privire la transportul urban.

Eficacitatea utilizării serviciilor de navigație prin satelit în transportul terestru poate fi evaluată în funcție de criterii precum:

• reducerea numărului de accidente rutiere, precum și a celor decedați și răniți în accidente rutiere, reducerea timpului de răspuns la accidentele rutiere;
• reducerea timpului de călătorie, creșterea atractivității transportului public;
• îmbunătățirea calității cheltuirii fondurilor bugetare.

Potrivit experților, datorită introducerii sistemelor de transport inteligente, creșterea PIB-ului Rusiei poate ajunge la 4-5% pe an.

Monitorizarea și navigația și tehnologiile informaționale bazate pe serviciile sistemului GLONASS sunt echipate cu transport municipal și public din Altai, Krasnodar, Krasnoyarsk, Stavropol, teritoriile Khabarovsk, Astrakhan, Belgorod, Vologda, Kaluga, Kurgan, Magadan, Moscova, Nijni Novgorod , Novosibirsk, Penza, Rostov, Samara , Saratov, Tambov, regiunile Tyumen, Moscova, republicile Mordovia, Tatarstan, Chuvahia. În general, în Rusia, elementele ITS au fost implementate și funcționează efectiv în peste 100 de orașe.

CAUTA SI SALVEAZA

Echipamentele care primesc semnale de la sateliții de navigație sunt instalate pe ambulanțe îngrijire medicală, precum și autovehicule ale Ministerului Situațiilor de Urgență. Suportul de coordonare și de timp bazat pe date satelitare permite echipelor medicale și echipelor de salvare să ajungă mai rapid la locurile de urgență pentru a oferi asistență victimelor. Cu ajutorul GLONASS, se urmărește locația și mișcarea grupurilor de pompieri.

Unul dintre exemplele ilustrative de utilizare a navigației globale prin satelit în interesul salvării de vieți omenești este sistemul ERA-GLONASS (răspuns de urgență în caz de accidente). Sarcina sa principală este de a determina faptul unui accident de trafic și de a transfera date către serverul de răspuns. În cazul unui accident de mașină, terminalul de navigație și telecomunicații instalat pe acesta determină automat coordonatele, stabilește o conexiune cu centrul server al sistemului de monitorizare și transmite operatorului datele despre accident prin canale de comunicații celulare. Aceste date fac posibilă determinarea naturii și gravitatea accidentului și efectuarea unui răspuns imediat al ambulanțelor. Utilizarea datelor din sistemul global de navigație prin satelit prin ERA-GLONASS poate reduce semnificativ rata deceselor din cauza rănilor rezultate în urma accidentelor rutiere.

Un alt domeniu de aplicare a GLONASS în interesul salvării de vieți umane este combinarea navigației globale prin satelit cu Sistemul internațional de căutare și salvare COSPAS-SARSAT. Această funcție este furnizată pe nava spațială de navigație de ultima generație Glonass-K. Deja în stadiul testelor de zbor, satelitul Glonass-K nr. 11 în martie 2012 a transmis un semnal de primejdie despre un elicopter canadian prăbușit prin repetorul acestui sistem, datorită căruia echipajul a fost salvat.

NAVIGARE PERSONALĂ

Chipset-urile cu receptoare de navigație GLONASS sunt utilizate în smartphone-uri, tablete, camere digitale, dispozitive de fitness, trackere portabile, laptop-uri, navigatoare, ceasuri, ochelari și alte dispozitive. Navigația personală devine principala zonă de aplicare a tehnologiilor de navigație prin satelit.

Utilizarea tehnologiilor GNSS a contribuit la apariția unor sporturi și activități în aer liber complet noi. Un exemplu în acest sens este geocaching, un joc turistic care folosește sisteme de navigație prin satelit, al cărui sens este găsirea cache-urilor ascunse de alți participanți la joc. Un alt sport nou de geoetichetare este cursele cross-country la coordonate predeterminate ale satelitului.

Un domeniu promițător de aplicare a tehnologiilor GLONASS îl reprezintă sistemele sociale care oferă asistență persoanelor cu dizabilități sau copiilor mici. Folosind echipamente de navigație cu interfață vocală, o persoană nevăzătoare își poate determina drumul către un magazin, clinică etc. Proprietarii dispozitive similare poate, în caz de pericol sau de o deteriorare bruscă a bunăstării, să apeleze la asistență de urgență prin apăsarea butonului de panică. Un tracker individual prin satelit poate ajuta părinții să urmărească locația copilului lor online pentru a-și controla siguranța.

AVIAŢIE

În aviație, receptoarele de navigație sunt integrate în sistemele de navigație aeriană de la bord care asigură navigarea pe rută și abordarea aterizării în condiții meteorologice dificile. Navigația prin satelit este de mare importanță pentru asigurarea aterizării aeronavelor mici pe aerodromuri neechipate. Sistemele de navigație bazate pe GLONASS măresc siguranța navigației cu elicopterul, sporesc precizia navigației vehiculelor aeriene fără pilot.

TRANSPORT CU APĂ

Utilizarea tehnologiilor GNSS în scopuri maritime/fluviale în Rusia tinde să fie de 100%. Capacitatea pieței ruse este estimată la 18.560 de unități de transport pe apă, inclusiv vase fluviale și maritime de marfă și pasageri. Tehnologiile GLONASS sunt utilizate în navigație la escortarea navelor și la manevrarea în condiții dificile (ecluze, porturi, canale, strâmtori, condiții de gheață), navigație pe căi navigabile interioare, monitorizarea și contabilitatea flotei și operațiunile de salvare.

Creșterea traficului de-a lungul Rutei Mării Nordului, care poate reduce semnificativ timpul de livrare a mărfurilor din regiunea Asia-Pacific către Europa, duce la creșterea intensității transportului maritim într-o zonă cu condiții climatice extrem de dure. În condiții de furtună și ceață densă, fără navigație prin satelit este dificil să se asigure siguranța traficului naval.

GEODEZIE ȘI CARTOGRAFIE

Tehnologiile GLONASS sunt utilizate în cadastrul urban și funciar, planificarea și gestionarea dezvoltării teritoriilor, pentru actualizarea hărților topografice. Utilizarea tehnologiilor GLONASS accelerează și reduce costul creării hărților și al actualizării acestora - în unele cazuri, nu este nevoie de fotografiere aeriană costisitoare sau ridicări topografice care necesită timp. În Federația Rusă, volumul actual al pieței de echipamente geodezice bazate pe GNSS este estimat la 2,3 mii de unități.

MEDIU INCONJURATOR

Comunitatea științifică utilizează în mod activ datele de navigație pentru observarea și cercetarea Pământului. GLONASS contribuie la dezvoltarea de metode și instrumente menite să rezolve problemele fundamentale ale geodinamicii, formarea sistemului de coordonate al Pământului, construcția modelului Pământului, măsurarea mareelor, curenților și nivelul mării, determinarea și sincronizarea timpului, localizarea deversărilor de petrol, recuperarea terenurilor după eliminarea deșeurilor periculoase.

Semnalele de navigație de la sateliții GLONASS joacă un rol important în studiul proceselor seismice. Cu ajutorul datelor satelitare, este posibil să se stabilească procesele de deplasare a plăcilor tectonice cu mai multă acuratețe decât prin echipamente de la sol. În plus, perturbațiile ionosferei înregistrate de sateliții de navigație oferă oamenilor de știință date despre mișcările care se apropie ale scoarței terestre. Astfel, navigația globală prin satelit face posibilă prezicerea cutremurelor și minimizarea consecințelor acestora pentru oameni. Tehnologiile bazate pe GLONASS ajută, de asemenea, la controlul drumurilor și căilor ferate în zonele predispuse la avalanșe din zonele muntoase.

NAVIGARE SPATIALA

În industria spațială, tehnologiile GLONASS sunt utilizate pentru urmărirea vehiculelor de lansare, determinarea de înaltă precizie a orbitelor navelor spațiale, determinarea orientării unei nave spațiale față de Soare, pentru observarea precisă, controlul și desemnarea țintei sistemelor de apărare antirachetă.

În special, echipamentele de navigație prin satelit GLONASS sau GLONASS / GPS sunt echipate cu: vehicul de lansare Proton-M, vehicul de lansare Soyuz, Breeze, Fregat, trepte superioare DM, nave spațială Meteor-M, Ionosphere, Kanopus-ST, Kondor-E, Bars- M, Lomonosov, precum și complexele mobile feroviare utilizate pentru transportul vehiculelor de lansare și componentelor combustibilului pentru rachete.

În industria spațială un numar mare de proiectele necesită cunoștințe de înaltă precizie a orbitelor navelor spațiale în soluționarea problemelor de teledetecție a Pământului, recunoaștere, cartografiere, monitorizare a condițiilor de gheață, situații de urgență, precum și în domeniul studierii Pământului și oceanelor, construirea unui sistem de înaltă precizie. model dinamic al geoidului, modele dinamice de înaltă precizie ale ionosferei și atmosferei. În același timp, este necesară acuratețea cunoașterii poziției obiectelor la nivelul unităților de centimetri; metode speciale de procesare a măsurătorilor sistemului GLONASS de la receptoarele amplasate la bordul navei spațiale fac posibilă rezolvarea cu succes și a acestei probleme.

CONSTRUCTIE

În Rusia, tehnologiile GLONASS sunt utilizate în monitorizarea echipamentelor de construcții, precum și în monitorizarea deplasării drumului, monitorizarea deformării obiectelor liniare staționare și în sistemele de control pentru echipamentele de construcție a drumurilor.

Serviciile de navigație prin satelit ajută la determinarea locației obiectelor geografice cu o precizie centimetrică la așezarea conductelor de petrol și gaze, a liniilor electrice, la clarificarea parametrilor terenului în timpul construcției clădirilor și structurilor, construcții de drumuri. Potrivit experților autohtoni și străini, utilizarea GLONASS crește eficiența lucrărilor de construcție și cadastrală cu 30-40%.

Utilizarea serviciilor GLONASS vă permite să transmiteți rapid informații despre starea structurilor complexe de inginerie, a obiectelor potențial periculoase, cum ar fi baraje, poduri, tuneluri, întreprinderi industriale, centrale nucleare. Cu ajutorul monitorizării prin satelit, specialiștii au informații în timp util despre necesitatea diagnosticării suplimentare a acestor structuri și repararea acestora.

SISTEME DE COMUNICARE

GLONASS este utilizat pentru înregistrarea temporară a tranzacțiilor monetare în tranzacții cu acțiuni, valută și mărfuri. Un mod continuu și precis de înregistrare a transferurilor și capacitatea de a le urmări stă la baza funcționării sistemelor de tranzacționare internațională pentru comerțul interbancar. Cele mai mari bănci de investiții folosesc GLONASS pentru a sincroniza rețelele de calculatoare ale diviziilor lor din toată Rusia. MICEX-RTS United Exchange folosește semnalele de timp GLONASS pentru înregistrarea corectă a cotațiilor atunci când efectuează tranzacții. Echipamentele GLONASS, utilizate în interesul infrastructurii de telecomunicații, oferă o soluție la problemele de sincronizare a rețelelor de comunicații.

ARME

Sistemul GLONASS este de o importanță deosebită pentru eficacitatea soluționării problemelor de către Forțele Armate și consumatorii speciali. Sistemul este utilizat pentru a rezolva sarcinile de sprijin în coordonate în timp pentru toate tipurile și ramurile trupelor, inclusiv pentru a crește eficiența utilizării armelor de înaltă precizie, a aeronavelor fără pilot și a comenzii și controlului operațional al trupelor.

Articol despre sistemele GLONASS și GPS: caracteristicile sistemelor prin satelit, caracteristicile acestora și analiză comparativă. La sfârșitul articolului - un videoclip despre principiile GPS și GLONASS.

Acum sferele de influență sunt împărțite între GLONASS-ul rusesc, GPS-ul american (Global Positioning System) și BeiDou chinezesc, care capătă treptat amploare. Alegerea unui sistem pentru propria mașină poate fi patriotică sau se poate baza pe o cântărire competentă a avantajelor și dezavantajelor acestor evoluții.

Bazele comunicațiilor prin satelit

Scopul fiecărui sistem de satelit este de a determina locația exactă a oricărui obiect. În contextul unei mașini, această sarcină este realizată cu ajutorul unui dispozitiv special care ajută la stabilirea coordonatelor la sol, cunoscut sub numele de navigator.

Sateliții care interacționează cu un anumit sistem de navigație îi trimit semnale personale care sunt diferite unul de celălalt. Pentru o definire clară a coordonatelor spațiale, navigatorul are nevoie de informații de la 4 sateliți. Astfel, acesta nu este un simplu gadget auto, ci unul dintre elementele unui mecanism complex de poziționare a spațiului.

Când mașina se mișcă, coordonatele se schimbă continuu. Prin urmare, sistemul de navigație este conceput pentru a actualiza datele primite și a recalcula distanța la intervale regulate.

Avantaj sisteme moderne prin faptul că au capacitatea de a-și aminti aspectul sateliților chiar și atunci când sunt opriți. Acest lucru crește foarte mult eficiența instrumentului atunci când nu este nevoie să cercetați orbita satelitului de fiecare dată. Pentru șoferii care accesează în mod regulat navigatorul, dezvoltatorii au oferit o funcție de „pornire la cald” - cea mai rapidă conexiune posibilă a dispozitivului cu satelitul. Cu utilizarea rară a navigatorului, pornirea va fi „rece”, adică, în acest caz, conexiunea cu satelitul va fi mai lungă, durând de la 10 la 20 de minute.

Sisteme de construcție

Deși primul satelit al Pământului a fost o dezvoltare sovietică, la început s-a născut tocmai GPS american. Oamenii de știință au observat schimbări în semnale prin satelitîn funcţie de mişcarea sa de-a lungul orbitei. Apoi s-au gândit la metoda de calcul nu numai a coordonatele satelitului în sine, ci și a obiectelor terestre legate de acesta.

În 1964, a fost lansat un sistem de navigație exclusiv militar numit TRANZIT, care a devenit prima dezvoltare din lume de acest nivel. Ea a contribuit la lansarea rachetelor din submarine, dar precizia locației obiectului a fost calculată doar la o distanță de 50 de metri. În plus, acest obiect trebuia să rămână absolut nemișcat.

A devenit clar că primul și singurul navigator din lume nu putea face față sarcinii de a determina în mod constant coordonatele. Acest lucru s-a datorat faptului că, trecând pe orbită joasă, satelitul a putut trimite semnale către Pământ doar timp de o oră.

Următoarea versiune actualizată a apărut 3 ani mai târziu, împreună cu noul satelit Timation-1 și fratele său Timation-2. Împreună au urcat pe o orbită mai înaltă și s-au unit într-un singur sistem, numit Navstar. A început la fel ca o dezvoltare militară, dar apoi s-a decis să o facă disponibilă publicului pentru nevoile populației civile.

Acest sistem încă funcționează, cu 32 de sateliți în arsenalul său, oferind o acoperire completă a Pământului. Alte 8 dispozitive sunt în rezervă pentru un eveniment neprevăzut. Mișcându-se la o distanță semnificativă de planetă pe mai multe orbite, sateliții își încheie revoluția în aproape o zi.

De mai sus sistem domestic GLONASS a început să lucreze în zilele Uniunii - un stat puternic cu minți științifice remarcabile. Lansarea pe orbită a unui satelit artificial a lansat activitatea de proiectare a sistemului de poziționare.

Primul satelit sovietic născut în 1967 trebuia să fie singurul suficient pentru a calcula coordonatele. Dar curând a apărut în spațiu un întreg sistem dotat cu emițătoare radio, cunoscut populației sub numele de Cicada, militarii au numit-o Ciclon. Sarcina ei a fost să identifice obiectele aflate în dificultate, ceea ce a făcut până la apariția GLONASS în 1982.

Uniunea Sovietică a fost distrusă, țara era în dificultate și nu a putut găsi rezerve pentru a aduce în minte sistemul de înaltă tehnologie. Întregul sistem includea 24 de sateliți, dar din cauza dificultăților financiare, aproape jumătate dintre aceștia nu au funcționat. Prin urmare, la acea vreme, în anii 90, GLONASS nici măcar nu putea concura strâns cu GPS-ul.

Până în prezent, dezvoltatorii ruși intenționează să-și depășească și să-și depășească omologii americani, ceea ce confirmă deja circulația mai rapidă a sateliților noștri în jurul Pământului. Deși, din punct de vedere istoric, sistemul rusesc prin satelit a rămas cu mult în urma celui american, acest decalaj se micșorează de la an la an.

Avantaje și dezavantaje

La ce nivel sunt ambele sisteme acum? Care dintre ele ar trebui să fie preferată de un bărbat obișnuit de pe stradă pentru sarcinile sale de zi cu zi?

În general, mulți cetățeni nu le pasă ce fel de navigație prin satelit folosește echipamentul său. Ambele sunt disponibile fără restricții și taxe pentru întreaga populație civilă, inclusiv pentru utilizarea într-o mașină. Din punct de vedere tehnic, compania suedeză de sateliți a anunțat oficial meritele GLONASS, care funcționează mult mai bine la latitudinile nordice.

Sateliții GPS practic nu apar la nord de paralela 55 și, respectiv, în emisfera sudică, la sud. În timp ce cu un unghi de înclinare de 65 de grade și o altitudine de 19,4 mii km, sateliții GLONASS oferă semnale excelente și stabile către Moscova, Norvegia și Suedia, care sunt atât de apreciate de experții străini.

Deși ambele sisteme au un număr mare de sateliți în toate planurile orbitale, alți experți încă dau palma GPS-ului. Chiar și cu un program activ de îmbunătățire a sistemului rusesc acest moment Americanii au 27 de sateliți față de 24 de sateliți ruși, ceea ce conferă mai multă claritate semnalelor lor.

Fiabilitatea semnalelor GLONASS este de 2,8 m comparativ cu 1,8 m pentru GPS. Cu toate acestea, această cifră este destul de medie, deoarece sateliții se pot alinia pe orbită în așa fel încât rata de eroare crește de câteva ori. Mai mult, o astfel de situație poate cuprinde ambele sisteme de satelit.

Din acest motiv, producătorii încearcă să-și echipeze dispozitivele cu sistem de navigație dual care primește atât semnale GPS, cât și GLONASS.

Un rol important îl joacă calitatea echipamentului de la sol care primește și decriptează datele primite.

Dacă vorbim despre deficiențele identificate ale ambelor sisteme de navigație, acestea pot fi distribuite după cum urmează:

GLONASS:

• modificarea coordonatelor cerești (efemeride) duce la inexactitate în determinarea coordonatelor, ajungând la 30 de metri;
• destul de frecvente, deși întreruperi de scurtă durată a semnalului;
• influența tangibilă a reliefului asupra clarității datelor obținute.

GPS:

• primirea unui semnal eronat din cauza interferenței cu mai multe căi și a instabilității atmosferice;
• o diferență semnificativă între versiunea civilă a sistemului, care are capacități prea limitate în comparație cu dezvoltarea militară.

Două sisteme

În total, peste cinci duzini de sateliți ai ambelor puteri mondiale se rotesc constant pe orbită. După cum sa menționat deja, o „vedere” bună a 4 sateliți este suficientă pentru a obține coordonate fiabile. Pe o zonă plată, în stepă sau în câmp, orice receptor va putea înregistra până la o duzină de semnale simultan, în timp ce într-o zonă de pădure sau de munte, comunicarea dispare rapid.

Astfel, scopul de proiectare este ca fiecare dispozitiv de recepție să poată comunica cu numărul maxim de sateliți. Acest lucru readuce din nou ideea de a combina GLONASS și GPS, care este deja practicată în America pentru serviciile de salvare. Indiferent de modul în care se dezvoltă relațiile dintre state, viața umană este mai presus de toate, iar un cip cu sistem dual va determina locația unei persoane cu probleme cu mai multă viteză și claritate.

O astfel de sinteză va salva, de asemenea, șoferii de a nu putea naviga în zone necunoscute din cauza faptului că navigatorul este prea lent pentru a stabili o conexiune și procesează informații prea mult timp. Motivul pentru aceasta este pierderea unui satelit din cauza interferențelor banale: o clădire înaltă, un pasaj superior sau chiar un camion mare în cartier. Dar dacă autonavigatorul este echipat cu un cip cu sistem dublu, probabilitatea „înghețului” acestuia va fi redusă semnificativ.

Când această practică se va răspândi, navigatorul va fi indiferent față de țara de origine a sistemului, deoarece va putea urmări simultan până la 40 de sateliți, oferind o locație fantastic de precisă.

Video despre principiile GPS și GLONASS: