Глонасс это что: Система ГЛОНАСС в машине: принцип контроля транспорта

Содержание

GPS Глонасс — ключевые особенности и различия

В последнее время все чаще в вопросах, касающихся навигационных систем и сервисов, упоминается GPS ГЛОНАСС. Сегодня навигация ГЛОНАСС GPS наращивает свою популярность, как среди индивидуальных лиц, так и в рядах частных и государственных компаний. Что стало причиной подобного явления: обычное любопытство по отношению к новшеству или более обоснованный выбор? Данный вопрос требует детального рассмотрения, и без небольшого исторического экскурса нам не обойтись.

Система GPS ГЛОНАСС – начало начал

До недавнего времени выбирать между навигационными системами ГЛОНАСС или GPS, что лучше, было просто неактуально, ввиду безоговорочного лидерства последней. Это, можно сказать, был обусловлено исторически. Отставание ГЛОНАСС, разрабатываемой для Советского Союза, от американской GPS было изначальным. Обе эти системы были предусмотрены для оборонных целей каждого из государств и разрабатывались в 80-х годах ХХ века, стой разницей, что США стартовали в «навигационной гонке» на 8 лет раньше. Постепенно разрыв между собой спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС сократили, однако после распада Союза ситуация изменилась коренным образом. Развитие ГЛОНАСС остановилось, а лидерство GPS стало единоличным и безоговорочным.

Спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС: преимущества и недостатки

Интерес к ГЛОНАСС и разработки в этой области возродились в начале 2000-х годов. В результате, сегодня российская навигационная система по многим параметрам сравнялась с GPS, а по некоторым даже превзошла. Безусловно, разработчикам ГЛОНАСС необходимо усовершенствовать еще множество нюансов. К примеру, сократить ошибки навигационных определений и повысить точность позиционирования объектов. Сейчас точность ГЛОНАСС и GPS составляет 4-7 м (при использовании в среднем 7-8 спутников) и 2-5 м (при использовании 6-11 спутников) соответственно.

Еще одним существенным недостатком ГЛОНАСС является значительно меньший срок эксплуатации спутников. При этом имеются и превосходства над американской навигационной системой. Российские спутники в орбитальном положении не имеют резонанса с движением Земли, поэтому вспомогательная корректировка им не требуется. Оптимальные параметры орбиты делают ГЛОНАСС безоговорочным лидером при работе в приполярных широтах.

Спутниковая навигация GPS ГЛОНАСС стала своеобразным гибридом и воплотила преимущества обоих систем. Стоит также отметить, что практически все устройства, как любительского, так и профессионального уровня, работающие на основе ГЛОНАСС, принимают и сигналы GPS, поэтому вопрос «чем отличается ГЛОНАСС от ГЛОНАСС GPS» является неактуальным.

Спутниковые навигационные системы GPS и ГЛОНАСС: работа в тандеме

Спутниковые системы навигации GPS и ГЛОНАСС применяются для определения местоположения различных объектов и прочих вспомогательных сведений: скорость и направление движения, высота, численность спутников и так далее. Прием и передача параметров для спутникового мониторинга GPS ГЛОНАСС осуществляет GPS ГЛОНАСС трекер. Принятую информацию это устройство может транслировать с периодическими интервалами с помощью GPRS на сервер либо в качестве SMS уведомлений с содержанием интересующих координат или ссылок на сервис, предоставляющий возможность просмотреть координаты непосредственно на карте.

Разновидности GPS ГЛОНАСС контроллеров

Спутниковый GPS ГЛОНАСС контроль осуществляется с помощью трекеров двух классов:

  • персональный трекер используется для отслеживанием людей и домашних животных;
  • автомобильный ГЛОНАСС GPS контроль стал возможен благодаря станционному прибору, который синхронизируется с бортовой сетью автотранспортного средства. Такой трекер зачастую может подключать дополнительные опции: датчик контроля температуры, топлива и так далее. Разновидностью автотрекеров считаются скрытые маячки и закладки, которые работают автономно от батареек.

Многие контроллеры обладают кнопкой сигнала SOS и возможностью прослушивания в небольшом радиусе вокруг устройства, что существенно расширяет область применения GPS ГЛОНАСС.

GPS транспорта, ГЛОНАСС или GPS ГЛОНАСС мониторинг

Безусловно, двухсистемный мониторинг автотранспорта ГЛОНАСС GPS значительно эффективнее, нежели каждая из навигационных систем по отдельности. Гибридный трекер успешно справляется с приемом-передачей сигналов независимо от местоположения объекта и погодных условий. Трекеры, оборудованные модулем спутниковой связи, могут транслировать данные из любой точки земного шара. Для жителей мегаполисов и крупных городов GPS ГЛОНАСС система мониторинга является прекрасной альтернативой односистемной навигации. Дело в том, что в пределах высотной регулярной застройки возможности спутникового слежения существенно сокращаются, а применение двух навигационных систем одновременно, то есть GPS ГЛОНАСС мониторинг, качественно улучшает возможности пользователей.

Применение GPS ГЛОНАСС

Система мониторинга транспорта GPS ГЛОНАСС позволяет эффективно контролировать:

  • передвижение транспорта автопарка;
  • перевозку грузов;
  • расход топлива;
  • километраж;
  • личное автотранспортное средство;
  • сдаваемую в аренду технику и так далее.

Благодаря возможностям, которые открывает гибридная система навигации, вы сможете успешно оптимизировать логистическое направление на своем предприятии, что приведет к существенной экономии, как денежных средств, так и времени.

Мониторинг транспорта GPS ГЛОНАСС: преимущества внедрения

Согласно статистическим данным и практическому опыту компаний, применяющих в своей деятельности навигационную систему GPS/ГЛОНАСС, экономический эффект использования двухсистемного спутникового слежения характеризуют такие показатели:

  1. значительное снижение расходов на техобслуживание и топливо благодаря оптимизации маршрутов и устранению вероятности нецелевого пробега автотранспортных средств;
  2. сокращение урона, обусловленного кражами грузов и угоном авто;
  3. улучшение качества и расширение возможностей транспортного обслуживания клиентов. Способность оперативно реагировать на запросы и увеличение ассортимента услуг, в свою очередь, влекут привлечение новых клиентов;
  4. оптимизация планирования рабочего процесса благодаря наличию точных данных о пробеге автотранспорта и минимизация затрат на его же ремонт;
  5. возможность формирования адекватной системы мотивации, поощряющей эффективное использование рабочего времени, транспорта, расходных материалов и спецтехники. При этом материальное стимулирование и справедливое поощрение является отличным способом повышения производительности труда персонала.

Сегодня приобретение такой навигации становится реальной необходимостью, как для частных лиц, так и для различных компаний. GPS ГЛОНАСС купить, установить, а также получить доступ к системе на протяжении одной недели возможно с помощью нашей компании. Мы уже не первый год специализируемся на системах спутникового слежения, что устраняет любые сомнения в нашей квалификации.

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

В 1976 году вышло постановление правительства СССР о ее разработке.

На основе проведенных многосторонних исследований отечественными специалистами была выбрана штатная орбитальная группировка из 24 спутников, находящихся на средневысотных околокруговых орбитах с номинальными значениями высоты — 19100 километров.

Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты 12 октября 1982 года с запуском первого космического аппарата серии «Глонасс» («Космос-1413»). 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию в интересах министерства обороны РФ с орбитальной группировкой ограниченного состава из 12 спутников. В декабре 1995 года орбитальная группировка была развернута до штатного состава (24 спутника), который необходим для полного охвата территории всего земного шара.

Сокращение финансирования космической отрасли в 1990-х годах привело к деградации орбитальной группировки ГЛОНАСС. К 2002 году она насчитывала только семь космических аппаратов, что не могло обеспечить территорию России навигационными сигналами системы ГЛОНАСС хотя бы с умеренной доступностью. Точностные характеристики уступали более чем на порядок американской системе навигации GPS.

В целях сохранения и развития системы президентом и правительством РФ был утвержден ряд директивных документов, основным из которых являлась федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на период 2002-2012 годы.

В результате ее реализации орбитальная группировка была полностью восстановлена. С 2012 года система развивается в рамках новой федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы» для обеспечения эффективности решения задач координатно-временного и навигационного обеспечения в интересах обороны, безопасности и развития социально-экономической сферы страны в ближайшей и отдаленной перспективе.

Система ГЛОНАСС состоит из подсистемы космических аппаратов, подсистемы контроля и управления и навигационной аппаратуры потребителей.

Основой системы ГЛОНАСС являются 24 спутника, которые движутся в трех орбитальных плоскостях по восемь аппаратов в каждой плоскости, наклоненных к экватору под углом 64,8°, с высотой орбит 19100 километров и периодом обращения 11 часов 15 минут 44 секунды. Выбранная структура орбитальной группировки обеспечивает движение всех космических аппаратов по единой трассе на поверхности Земли с ее повторяемостью через восемь суток. Такие характеристики обеспечивают высокую устойчивость орбитальной группировки системы ГЛОНАСС, что практически позволяет обходиться без коррекции орбит космических аппаратов в течение всего срока их активного существования.

По состоянию на 10 октября 2017 года в составе орбитальной группировки ГЛОНАСС находилось 25 космических аппаратов, из них 23 использовались по целевому назначению.

Космические спутники для ГЛОНАСС были спроектированы в конструкторском бюро НПО прикладной механики (ныне — АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева») в городе Красноярск-26 (Железногорск).

С 1982 года по 2009 год в эксплуатации находились космические аппараты «Глонасс», со сроком активного гарантийного существования три года. В настоящее время основу орбитальной группировки составляют спутники модифицированной серии «Глонасс-М», первый из которых был запущен в декабре 2003 года. От спутников первого поколения они отличаются гарантийным сроком активного существования (семь лет) и использованием импортных комплектующих. Планируется замена «Глонасс-М» космическими аппаратами нового поколения «Глонасс-К» со сроком активного существования до 10 лет. Первый космический аппарат этого типа был выведен на орбиту в 2011 году, второй — 2014 году.

В настоящее время в АО «ИСС» также ведется создание усовершенствованных навигационных спутников — «Глонасс-К» второго этапа.

Подсистема контроля и управления (ПКУ) состоит из Центра управления системой ГЛОНАСС и сети станций измерения, управления и контроля, рассредоточенной по всей территории России. В задачи ПКУ входит контроль правильности функционирования космических аппаратов, непрерывное уточнение параметров орбит и выдача на спутники временных программ, команд управления и навигационной информации.

Навигационная аппаратура потребителей состоит из навигационных приемников и устройств обработки, предназначенных для приема навигационных сигналов спутников ГЛОНАСС и вычисления собственных координат, скорости и времени. Навигационной аппаратурой потребителей системы ГЛОНАСС выполняются беззапросные измерения до четырех спутников ГЛОНАСС, а также прием и обработка навигационных сообщений. В навигационном сообщении описывается положение спутника в пространстве и времени. В результате обработки полученных измерений и принятых навигационных сообщений определяются три координаты потребителя, три составляющие вектора скорости его движения, а также осуществляется «привязка» шкалы времени потребителя к шкале Госэталона координированного всемирного времени UTC (SU).

Система ГЛОНАСС позволяет обеспечить непрерывную глобальную навигацию всех типов потребителей с различным уровнем требований к качеству навигационного обеспечения путем использования сигналов стандартной (L1) и высокой точности (L2) с вероятностью 0,95 при 18 спутниках и 0,997 при 24 спутниках в группировке. Она отнесена к космической технике двойного назначения.

В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Государственная корпорация «Роскосмос» и министерства и ведомства России: Минобороны, МВД, Ростехнадзор, Минтранс, Росреестр, Минпромторг, Росстандарт, Росавиация, Росморречфлот, Федеральное агентство научных организаций (ФАНО).

Летом 2017 года руководитель Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Алексей Абрамов заявил, что российские ученые работают над увеличением точности навигаторов ГЛОНАСС до нескольких сантиметров. По его словам, пока достигнут метровый диапазон (при благоприятных условиях можно определять место нахождения того или иного объекта с точностью до 3-5 метров).

В сентябре 2017 года вице-премьер Дмитрий Рогозин отметил, что российская система ГЛОНАСС в два раза уступает американской GPS. Президент РФ Владимир Путин на заседании комиссии военно-промышленного комплекса поставил задачу сравнять эффективность GPS и ГЛОНАСС и к 2020 году выйти на конкурентные показатели. По словам Рогозина, это удастся сделать, благодаря запуску новых аппаратов.

В соответствии с указом президента РФ доступ к гражданским навигационным сигналам системы ГЛОНАСС предоставляется как российским, так и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.

С 1996 года по предложению правительства РФ ГЛОНАСС наряду с американской GPS используется Международной морской организацией и Международной организацией гражданской авиации.

Современные средства спутниковой навигации уже сейчас широко используются в различных областях социально-экономической сферы и позволяют выполнять навигацию наземных, воздушных, морских, речных и космических средств, управление транспортными потоками на всех видах транспорта, контроль перевозок ценных и опасных грузов, контроль рыболовства в территориальных водах, поисково-спасательные операции, мониторинг окружающей среды; геодезическую съемку и определение местоположения географических объектов с сантиметровой точностью при прокладке нефте- и газопроводов, линий электропередач, в строительстве; синхронизацию в системах связи, телекоммуникаций и электроэнергетике; решение фундаментальных геофизических задач; персональную навигацию индивидуальных потребителей.

Спутниковая навигация уже применяется и в сельском хозяйстве, где используется для автоматической обработки земельных угодий комбайнами, и в горнодобывающей промышленности. Круг применения технологий спутниковой навигации постоянно расширяется.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

 

Как работает система навигации ГЛОНАС-GPS

Что такое система ГЛОНАСС

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, GLONASS) — советская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Разработка ГЛОНАСС началась в СССР в 1976 году. Изначально система создавалась для военных нужд, но затем нашла гражданское применение. Её используют для управления транспортными потоками на всех видах транспорта, для контроля перевозок ценных и опасных грузов, для контроля рыболовства в территориальных водах, во время поисково-спасательных операций, для проведения геодезических съёмок, при прокладке нефте- и газопроводов, линий электропередач, в строительстве и т. д.

Где используют приёмники ГЛОНАСС

ГЛОНАСС оснащают гражданские и военные суда и самолёты, а также баллистические ракеты. Система в обязательном порядке устанавливается на общественном транспорте и в автомобилях экстренных служб, а в скором времени может быть принят закон, обязывающий оснащать ей все автомобили в стране. С 1 января 2013 года коммерческий и грузовой автотранспорт, эксплуатируемый на территории России, должен быть оснащён системами ГЛОНАСС.

Для чего предназначена система ГЛОНАСС

Основная цель ГЛОНАСС — определение местоположения (координат), скорости движения (составляющих вектора скорости), а также определение местоположения воздушных, наземных, морских объектов с точностью до одного метра. То есть любой объект (корабль, самолёт, автомобиль или просто пешеход) в любом месте в любой момент времени способен всего за несколько секунд определить параметры своего движения. Сигналы ГЛОНАСС принимают не только GPS-приёмники, бортовые навигаторы, но и мобильные телефоны. Информация о положении, скорости и направлении движения через сеть GSM-оператора отправляется на сервер сбора данных. Данная система обеспечивает глобальное и непрерывное навигационное обслуживание всех категорий потребителей круглогодично, в любое время суток, вне зависимости от метеорологических условий. В любой точке земного шара потребители имеют доступ к сигналам ГЛОНАСС на безвозмездной основе и без ограничений.

Сколько спутников имеет ГЛОНАСС

Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой 19 100 км. Гражданское применение системы ГЛОНАСС началось в 1993 году, к 1995 году на орбиту было запущено 24 спутника. К 2001 году число спутников из-за недостатка финансирования и выхода части из них из строя сократилось до шести. В 2010 году число спутников ГЛОНАСС увеличили до 26, основными являются 24, остальные резервные. В настоящий момент в системе ГЛОНАСС насчитывается 29 космических аппаратов, из которых 24 используются по целевому назначению, один — на этапе лётных испытаний, один — на этапе ввода в систему, три — в орбитальном резерве.

Какое количество спутниковых навигационных систем существует в мире

На сегодняшний день существует две системы глобальной спутниковой навигации.
Кроме российской, есть ещё американская система навигации NAVSTAR GPS. Отличие двух систем в том, что спутники ГЛОНАСС в своём орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли. Благодаря этому они более стабильны и им не требуют дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования, но при этом срок их службы заметно короче. Спутники ГЛОНАСС вращаются на высоте 19 100 километров над Землёй.
Приёмники ГЛОНАСС позволяют определить:

  • горизонтальные координаты с точностью 50–70 м (вероятность 99,7 %),
  • вертикальные координаты с точностью 70 м (вероятность 99,7 %),
  • вектор скорости с точностью 15 см/с (вероятность 99,7 %),
  • точное время с точностью 0,7 мкс (вероятность 99,7 %).

Каждый спутник передаёт сигналы двух видов: открытые с обычной точностью и защищённые с повышенной точностью. Первый вид сигнала доступен любому приёмнику ГЛОНАСС, второй — только авторизованной аппаратуре Вооружённых сил РФ.

Что такое GPS

GPS (англ. Global Positioning System — система глобального позиционирования, читается Джи Пи Эс) — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe во всемирной системе координат WGS 84.
Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов.
Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США. GPS состоит из трёх основных сегментов: космического, управляющего и пользовательского. 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 состоит из 32 спутников, вращающихся на средней орбите Земли. Управляющий сегмент представляет собой главную управляющую станцию и несколько дополнительных станций, а также наземные антенны и станции мониторинга, ресурсы некоторых из упомянутых являются общими с другими проектами. Пользовательский сегмент представлен тысячами приемников GPS. «GPS-приёмник» — это радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника.

GPS-навигатор

GPS-навигатор — устройство, которое получает сигналы глобальной системы позиционирования с целью определения текущего местоположения устройства на Земле. Устройства GPS обеспечивают информацию о широте и долготе, а некоторые могут также вычислить высоту. Аппаратная часть GPS-навигатор:

  • GPS-чипсет — набор микросхем, в котором процессор — самая важная часть. Процессор обеспечивает работу всего устройства, а также обрабатывает спутниковый сигнал, поступающий от GPS-модуля, вычисляя координаты.
  • GPS-антенна настроена на частоты, на которых передаются данные навигационных спутников.
  • Дисплей для отображения информации.
  • Оперативная память обеспечивает быстродействие навигатора.
  • Память BIOS обеспечивает связь аппаратной и программной части.
  • Встроенная Flash-память используется для хранения операционной системы, ПО и пользовательских данных.

Навигационная система ГЛОНАСС – что это такое и как применить на практике?

Навигационная система ГЛОНАСС – что это такое и как применить на практике?

Российская навигационная система ГЛОНАСС. Принцип работы, сферы применения, основные функции. Преимущества и недостатки технологии.

ГЛОНАСС – это спутниковая система навигации, разработанная в России. Она создана для мониторинга автомобильного, воздушного, железнодорожного и морского транспорта. Доступ к навигационным сигналам предоставляется всем пользователям без ограничений и на безвозмездной основе.

Об истории ГЛОНАСС

Уже в 80-х годах прошлого века американцы активно использовали GPS-мониторинг военного транспорта. В нашей стране первый спутник навигации запустили на орбиту только в 1982 году. Необходимое для нормального функционирования навигационной системы ГЛОНАСС количество спутников сформировалось в 21 веке. Изначально сигналами пользовались военные, однако все преимущества вскоре стали доступны и для решения «гражданских» задач.

В настоящее время на орбите находятся активные и резервные спутники, которые в любой момент могут заменить вышедший из строя аппарат. Они позволяют определить местоположение автомобиля с точностью до нескольких метров. Планируется, что к 2020 году погрешность в определении координат уменьшится до 0,1 метра.

Принцип работы системы ГЛОНАСС

Навигационная система ГЛОНАСС – это 24 космических аппарата и наземные клиентские устройства. Для получения устойчивого сигнала нужно, чтобы приемник соединился как минимум с 4-мя спутниками – этого хватит, чтобы определить точные координаты объекта. На навигационное устройство приходит сигнал о местонахождении космического аппарата. Приемник сравнивает время отправки сообщения и его поступления, на основании чего определяет свое расстояние до спутника. Такое сравнение позволяет рассчитать позиционирование объекта.

Функциональность

Навигационная система ГЛОНАСС многофункциональна. Она используется для:

  • Онлайн-мониторинга и определения местоположения транспорта;

  • Построения и контроля маршрута;

  • Составления отчетов о движении и стоянках, общем пробеге и пройденном расстоянии за конкретный период времени, расходе топлива, средней и максимальной скорости;

  • Получения информации о заправках и несанкционированных сливах.

Плюсы и минусы системы

Навигационная система ГЛОНАСС обеспечивает высокую точность информации: достоверность данных составляет 2,8 м. Она работает на территории РФ, покрывая все регионы, исключение составляют приполярные и полярные области.

Среди недостатков технологии стоит отметить частую, хоть и кратковременную потерю связи со спутником, а также влияние особенностей рельефа местности на четкость сигнала.

Применение GLONASS

ГЛОНАСС постоянно совершенствуется: новшества и разработки контролируются Министерством транспорта России, и технология находит применение в разных сферах.

Мониторинг транспорта

ГЛОНАСС помогает контролировать грузоперевозки и перемещение транспорта, что позволяет автоматизировать бизнес-процессы и эффективнее руководить автопарком.

Контроль уровня топлива

С помощью GLONASS отслеживается, сколько на самом деле было израсходовано топлива. Благодаря внедрению системы на предприятии удается избежать махинаций с ГСМ и сливов, дисциплинировать водителей и оптимизировать расходы на обслуживание авто.

Прокладывание маршрута

Терминалы ГЛОНАСС отправляют сигналы диспетчеру об объекте, движущемуся по заданному маршруту с контрольными точками.

ГЛОНАСС в геодезии

Системы находят применение в разбивочных работах, при проведении топографической съемки, используются для развития опорных сетей, расчета точного местоположения конкретных пунктов.

Навигационная система ГЛОНАСС постоянно расширяется. В настоящее время ведутся работы по повышению точности определения координат и снижению погрешностей в расчетах, а также увеличению охвата и совместимости с новыми устройствами навигации.

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.

Глонасс мониторинг, принципы работы и задачи

ГЛОНАСС мониторинг автомобильного транспорта и спецтехники на территории Российской Федерации сегодня осуществляется с помощью системы спутниковой навигации ГЛОНАСС.

Глобальная Навигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС) — это советская (а теперь — российская) спутниковая система навигации, которая была разработана еще по заказу Министерства обороны СССР. На сегодня она — одна из двух функционирующих систем глобальной спутниковой навигации. Кроме ГЛОНАСС, есть еще американская спутниковая система GPS.

Основу системы ГЛОНАСС составляют 24 спутника, движущиеся над поверхностью Земли в трёх разных орбитальных плоскостях с наклоном 64,8 и высотой 19 100 км. Сегодня развитием проекта ГЛОНАСС на государственном уровне занимается Федеральное космическое агентство (Роскосмос) совместно с ОАО «Российские космические системы».

Задачи системы мониторинга

Навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) используется для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Доступ к гражданским сигналам в любой точке Земли, которые и обрабатываются затем в процессе ГЛОНАСС мониторинга, предоставляется российским и иностранным пользователям бесплатно и без ограничений на основании указа Президента РФ .

Для того, чтобы использовать возможности системы в коммерческих целях, обеспечить массовое внедрение инновационных технологий ГЛОНАСС в России и за рубежом, в 2009 г. государством РФ был специально создан Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности. Им стало ОАО Навигационно-информационные системы.

Основное отличие российской системы ГЛОНАСС мониторинга от американской системы GPS мониторинга в том, что спутники ГЛОНАСС в своем орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им большую стабильность в работе.

Такое преимущество дает возможность не производить дополнительных корректировок в системе в течение всего срока ее активного существования.

Как это работает? В российскую спутниковую систему ГЛОНАСС входит 24 спутника, расположенных на динамических асинхронных орбитах. При этом спутниковое слежение позволяет определить точность наземных координат транспортного средства с погрешностью до 5 метров. На точность определения спутником координат транспорта практически не влияют:

  • процесс движения транспорта
  • погодные метеоусловия
  • рельеф местности

Система ГЛОНАСС мониторинга

Что представляет собой Глонасс система мониторинга? Это компактный приемно-вычислительный модуль, который обрабатывает сигналы российской системы спутниковой навигации ГЛОНАСС. Топометрическая величина ошибок позиционирования транспортного средства находится в диапазоне до 5 метров, а частота возникновения таких ошибок — до 3%.

Кроме непосредственного приема спутникового сигнала, Глонасс мониторинг также выполняет и программно-аппаратный обсчет спутникового сигнала. От скорости и точности алгоритмов цифровой интерпретации спутникового сигнала в прямой пропорции находится и зависимость потребительской эффективности системы мониторинга транспортных средств.

Современная система ГЛОНАСС мониторинга предоставляет собственнику транспорта, на котором установлено оборудование такого типа, возможность получать подробнейшие отчеты о передвижениях автотранспорта и спецтехники (путем их аккумуляции на серверах компьютерной системы). Глонасс мониторинг позволяет отслеживать автомобиль в режиме реального времени, формируя все необходимые сведения о местоположении и скорости движения.

Если же спутник входит в «темную» зону, то возникает ситуация, когда приемно- вычислительный модуль теряет возможность передачи необходимых данных на сервер обслуживающей компании. Чтобы избежать этого, многие навигационные трекеры имеют встроенную энергонезависимую память, в которой и сохраняются запрашиваемые и полученные параметры перемещений. Как только стабильность канала передачи возобновляется, все накопленные за время нахождения в «темной» зоне расчеты и сведения передаются на сервер.

Возможности системы ГЛОНАСС мониторинга

  • фиксация изменений скорости
  • фиксация километража и времени (движения, простоя)
  • расчет ожидаемого расхода топлива
  • контроль реального расхода топлива
  • формирование скоростных графиков движения
  • определение реального пробега
  • возможность удаленного блокирования электросистемы автомобиля
  • возможность передачи голосовых и текстовых сообщений (от водителя диспетчеру и наоборот)
  • возможность подачи водителем сигнала тревоги (при необходимости — активация блокировки электроснабжения автомобиля)
  • составление типовых отчетов о различных параметрах работы транспорта
  • отображение отчетных сведений в виде карт, графиков и таблиц

Система ГЛОНАСС мониторинг предполагает наличие нескольких уровней доступа для специалистов, ее обслуживающих, а также для специалистов компании-собственника транспортных средств, на которых такие средства мониторинга установлены. Каждому из них предоставляется определенный круг технологических и программных возможностей.

Отключить страну по щелчку. Что будет с миром, если GPS и ГЛОНАСС перестанут работать?

  • Дэвид Хэмблинг
  • BBC Future

Автор фото, Getty Images

Спутниковая навигация отвечает за то, чтобы современный мир работал. Многие из нас даже не догадываются обо всех — многочисленных! — вариантах ее применения. В то же время эта система очень уязвима — и тем уязвимей, чем более она продвинута. Случись что — чем можно ее заменить?

Когда летом прошлого года аэропорт имени Бен-Гуриона в Тель-Авиве внезапно стал испытывать сбои в работе системы GPS, только мастерство авиадиспетчеров помогло предотвратить серьезные происшествия. Помехи, которые создавали трудности для полетов на протяжении трех недель, по мнению специалистов Армии обороны Израиля, возникали из-за работы средств радиоэлектронной борьбы, применявшихся Россией в Сирии.

В отношении международного израильского аэропорта это, конечно, произошло неумышленно, однако показывает, насколько опасными могут быть такие сбои в системе глобального позиционирования, всем известной как GPS.

«Мы все больше осознаем: GPS надо защищать, укреплять и расширять», — говорит Тодд Хамфрис, инженер систем спутниковой связи из Техасского университета в Остине (США).

Сейчас от GPS зависит множество наших повседневных задач.

В самом простом своем виде система сообщает нам, в каком именно месте на планете находится GPS-приемник — в любое время дня и ночи. Такие приемники есть в наших мобильных телефонах и автомобилях. Они позволяют судам прокладывать маршрут среди рифов и сложных каналов, исполняя роль своего рода современного маяка.

Аварийно-спасательные службы полагаются на GPS (и подобные ей национальные системы — как, например, российская ГЛОНАСС, европейская «Галилео» или китайская «Бэйдоу») для того, чтобы найти тех, кто попал в беду.

А вот применение, о котором далеко не все знают: порты не смогли бы работать без спутниковой навигации, потому что их кранам нужна GPS, чтобы находить нужный контейнер.

Системы спутниковой навигации играют важнейшую роль в логистических операциях, помогая доставлять товары и услуги точно и вовремя. Без этих систем полки магазинов быстро пустели бы, а цены были бы выше.

Строительная индустрия использует GPS при обследовании участков для строительства, а рыбаки — для соблюдения строгих правил, регламентирующих процесс ловли рыбы.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Без системы глобального позиционирования мы даже не сможем узнать, куда пошел наш кот

Однако GPS, как и любая другая спутниковая навигация, — это определение не только точного места, но и точного времени. На околоземной орбите кружат 30 спутников, использующих сверхточные атомные часы для синхронизации сигналов. Эти спутники помогают пользователям определять время с точностью до 100-миллиардной доли секунды.

Все сети мобильной связи используют время GPS для синхронизации их наземных станций, а финансовые институты и банки полагаются на него в своих операциях.

Как видим, без спутниковой навигации наша жизнь просто остановилась бы. Но есть ли что-то, чем можно заменить ту же GPS? Могли бы мы справиться без нее?

Согласно оценке Лондонской школы экономики, подготовленной по заказу британского правительства, всего пять дней без спутниковой навигации обойдутся стране более чем в 5,1 млрд фунтов стерлингов ($6,5 млрд).

Из-за отказа системы GPS американская экономика будет терять, по оценкам, один миллиард долларов в день, а если это случится в апреле и мае, когда у фермеров посевная, — то до полутора миллиардов в день.

И тем не менее сбои в работе GPS на удивление часты. Виновниками в некоторых районах мира часто бывают военные, когда тестируют новое оборудование или проводят учения. Правительство США тоже регулярно осуществляет испытания и учения, ведущие к обрыву спутникового сигнала. На работу спутниковых систем влияют и некоторые технические проблемы.

Конечно, кроме GPS, есть и другие подобные системы, о которых мы упоминали выше — все они работают на той же основе, что и GPS. В то же время с развитием технологий растет вероятность того, что в работу этих систем кто-то вмешается и умышленно создаст помехи, а то и вовсе отключит.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

GPS, как и любая другая спутниковая навигация, — это определение не только точного места, но и точного времени

Особенно часто по этому поводу высказывают озабоченность те же военные, подчеркивает профессор Чарли Карри, научный сотрудник Королевского института навигации и учредитель британской компании Chronos Technology, которая, среди прочего, занимается проблемами синхронизации в спутниковых навигационных системах.

Военным есть о чем беспокоиться. Изначально спутниковая навигация была разработана Пентагоном, и сейчас ее применяют везде, от боевых кораблей до разведывательных дронов, от «умных бомб» до пехотинцев. И этой системе угрожает опасность.

Средства радиоэлектронного подавления GPS легко купить в интернете. Преступники могут их использовать для выведения из строя систем отслеживания украденных автомобилей — при этом совершенно не заботясь о том, кто еще может от этого пострадать.

Но есть и более серьезные опасности.

«Существует отдаленная угроза того, что вся сеть спутников GPS может быть выведена из строя — как прелюдия к войне, как нападение на важнейший элемент инфраструктуры, на экономику США», — говорит Хамфрис.

Но и силы природы могут быть столь же опасны. Так называемое «событие Кэррингтона», мощнейшая за историю наблюдений геомагнитная буря 1859 года, могла бы вывести из строя всю нынешнюю спутниковую сеть GPS.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Конечно, старая добрая карта поможет нам найти дорогу, но многие аспекты современной жизни уже просто невозможны без систем типа GPS

Итак, если GPS и ее спутниковые сестры вдруг откажут — какие у нас есть альтернативы? Что поможет нашему миру вновь заработать?

Одна из возможных резервных систем — новая версия радионавигационной системы наземного базирования LORAN (от английского Long Range Navigation), которая была разработана во время Второй мировой войны для помощи в навигации кораблям союзников, пересекающим Атлантику. Вместо спутников использовались наземные передатчики с антеннами на мачтах 200-метровой высоты, передающие радионавигационные сигналы.

Поначалу LORAN имела точность в рамках нескольких миль, но к 1970-м годам она могла выдавать местонахождение с точностью до нескольких сотен метров.

В 2000-х, когда GPS сделала LORAN ненужной, в Британии и других странах разобрали ее передатчики, однако современная версия, известная как eLoran, может быть столь же точной, как GPS. Она использует усовершенствованные передатчики и приемники, а также так называемую дифференциальную коррекцию.

Такая версия, как говорят, способна определять местонахождение с точностью до 10 м и даже выше. В отличие от GPS, ее сигналы способны проникать сквозь стены зданий и тоннели — прежде всего потому, что эта система использует более низкую частоту большей мощности, чем спутниковые сигналы.

Сигналам eLoran куда труднее создать помехи — к тому же она не полагается на уязвимые спутники. Проблема только в том, что кто-то должен профинансировать ее развертывание. «eLoran — прекрасная технология, которая заполнит все пробелы в навигации, — говорит Хамфрис. — Если только будут серьезные намерения развернуть ее и поддерживать в рабочем состоянии».

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Не только GPS: звезды помогут установить ваше место на планете с точностью до ста метров

Есть и другие подходы, которые не требуют дополнительной инфраструктуры. Задолго до изобретения радио мореплаватели находили путь в океане по солнцу и звездам, используя секстант для определения высоты Солнца и других космических объектов над горизонтом, чтобы узнать свои географические координаты.

Навигация по звездам жива и поныне. Вы удивитесь, но баллистические ракеты, подобные американским «Трайдентам», по-прежнему используют такую навигацию в полете.

Звезды помогут установить ваше место на планете с точностью до ста метров. Но американская компания Draper Laboratory разработала систему звездной навигации нового поколения под названием Skymark, использующую маленький автоматический телескоп для отслеживания (в дополнение к звездам) спутников, МКС и других объектов, вращающихся вокруг Земли.

А поскольку таких быстро движущихся объектов сейчас невероятно много, Skymark может достичь куда большей точности, чем это возможно с «медленными» звездами.

Skymark использует базу данных видимых спутников Земли — как рабочих, так и космического мусора. Создатели утверждают, что точность системы — 15 метров, что близко к результатам GPS.

Порой точность может быть даже выше, но она зависит от того, сколько спутников видны одновременно и какого они размера, подчеркивает Бенджамин Лейн из компании Draper.

Один из недостатков Skymark — она работает при ясном небе. Конечно, использование инфракрасных лучей, более легко проходящих через облака и туман, помогает, но не слишком. В некоторых регионах северного и южного полушарий, где довольно обычна густая облачность, система не столь полезна.

Автор фото, Getty Images/NASA

Подпись к фото,

Отслеживание быстро движущихся вокруг Земли объектов помогает повысить точность навигации по звездам

Возможно, более близка к началу эффективного использования инерциальная навигация, которая применяет акселерометры и гироскопические устройства для определения точной скорости и направления движения и расчета позиции.

Некоторые базовые версии этой системы уже используются. «Когда ваш автомобиль скрывается в тоннеле и вы теряете сигнал GPS, именно инерциальная навигация продолжает вести вас», — говорит Карри.

Проблема с этой навигацией состоит в том, что у нее есть «занос» — рассчитываемая позиция становится все менее точной по мере того, как накапливаются ошибки, поэтому инерциальный навигатор у вас в машине полезен только на время коротких потерь сигнала GPS.

Проблему заноса помогут победить квантовые датчики, которые в тысячи раз чувствительнее, чем ныне существующие устройства.

Французская компания iXBlue применяет их для создания устройства, которое способно будет соперничать по точности с GPS, а ученые из Имперского колледжа Лондона в сотрудничестве со специалистами по лазерам из M Squared в 2018 году показали прототип переносного квантового акселерометра.

Такие квантовые датчики пока существуют только в лабораториях, и должны пройти годы, прежде чем они превратятся в завершенный продукт.

А вот оптическую систему навигации, которая с помощью видеокамер использует ориентиры на местности (например, здания или транспортные развязки), вполне могут ввести в действие уже скоро. Первая ее версия, Digital Scene Matching (корреляция радиолокационного отображения местности с эталонной картографической программой), была разработана для управляемых (крылатых) ракет.

ImageNav, созданная компанией Scientific Systems для ВВС США, — современная система оптической навигации для самолетов. Для определения позиции она обращается к базе данных местности и сравнивает ее с поступающей с видеокамер информацией. ImageNav с успехом испытали на разных самолетах, но она вполне может быть пригодна, например, для беспилотных автомобилей.

Шведская компания Everdrone недавно осуществила первую доставку дроном без применения GPS. Их система использует комбинацию оптической навигации (измеряя скорость по тому, как быстро меняется пейзаж на земле) и идентификации объектов на местности, пролагая маршрут от точки до точки с точностью GPS.

Конечно, этот метод полагается на полную и точную базу изображений местности, что требует большого объема памяти устройства и частых обновлений.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Инерциальная навигация берет на себя заботу о вашем маршруте, когда сигнал GPS теряется в тоннеле

В Великобритании разрабатывается программа Национального центра времени — первая в мире национальная служба, которая предназначена для подстраховки системы GPS в деле синхронизации времени.

Когда в 2025 году ее введут в строй, она будет использовать множество высокоточных атомных часов, расположенных в охраняемых местах по всей Британии, обеспечивая сигналы точного времени по кабельной сети и радио.

Идея состоит в том, что если спутниковый сигнал прервется, то дублирующая система не будет иметь какого-то единого и потому уязвимого центра, который можно вывести из строя либо случайно, либо из-за технической неполадки, либо с помощью кибератаки.

По большому счету, ни одна отдельная система не в состоянии заменить такую мощную навигационную систему, как GPS, и мы, скорее всего, будем использовать разные альтернативные решения для разных случаев — для судов, самолетов, автомобилей…

Министерство транспорта США сейчас объявило конкурс на лучший запасной вариант для GPS. Но весь вопрос в том, сможет ли такая альтернатива начать работать достаточно быстро.

«Мы знаем, что проблема существует, но [к ее решению] продвигаемся черепашьим шагом», — отмечает Карри.

Мы становимся все более зависимы от точной навигации. Беспилотные автомобили, доставка с помощью дронов, летающие такси, как ожидается, станут привычной частью земного и небесного пейзажа уже в ближайшем десятилетии. Все они будут полагаться на GPS.

Как подчеркивает Карри, один человек с мощной глушилкой спутникового сигнала может вывести из строя систему GPS на территории размером с Лондон, если применит ее с правильного места.

Пока не разработаны адекватные резервные системы, остановить жизнь в целом мегаполисе можно будет буквально по щелчку.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

ГЛОНАСС GPS: разница между обоими

Позвольте нашим опытным сотрудникам помочь вам найти продукты, которые соответствуют вашим уникальным потребностям в GNSS!

ГЛОНАСС GPS: в чем разница между ними?

Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS) включает в себя созвездия спутников, вращающихся над земной поверхностью и непрерывно передающих сигналы, которые позволяют пользователям определять свое местоположение. ГЛОНАСС GPS — это примеры созвездий GNSS.

Глобальная система позиционирования (GPS) относится к системе глобального позиционирования NAVSTAR, группе спутников, разработанной Министерством обороны США (DoD). Первоначально система глобального позиционирования была разработана для использования в военных целях, но позже стала доступной и для гражданского населения. В настоящее время GPS является наиболее широко используемой группировкой спутников GNSS в мире, а ее сеть из 30+ спутников и 6 орбитальных плоскостей обеспечивает непрерывную информацию о местоположении и времени во всем мире при любых погодных условиях.

ГЛОНАСС — это аббревиатура от Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema; В переводе с русского это означает «Глобальная навигационная спутниковая система». ГЛОНАСС в настоящее время эксплуатируется Воздушно-космическими силами обороны России и обеспечивает определение местоположения и скорости в реальном времени как для военных, так и для гражданских целей. Развитие ГЛОНАСС началось в 1976 году в Советском Союзе и было восстановлено и завершено в начале 2000-х годов, когда это стало главным государственным приоритетом. Сегодня ГЛОНАСС имеет сеть из 24 спутников с 3-мя орбитальными плоскостями, которые покрывают не только 100% территории России, но и Землю в целом.

Сравнение функций GPS и ГЛОНАСС

В настоящее время нет серьезных различий между двумя системами, когда речь идет о функциях, глобальном охвате или точности. Однако орбита ГЛОНАСС делает его более подходящим для использования в северном полушарии, чем в южном полушарии, из-за большего количества наземных станций в этих местах. Наиболее существенное различие между ГЛОНАСС / GPS — это способ связи с приемниками.При использовании GPS спутники используют одни и те же радиочастоты, но имеют разные коды для связи, в то время как спутники ГЛОНАСС имеют одинаковые коды, но используют разные частоты, что позволяет спутникам на одной орбитальной плоскости связываться друг с другом.

Хотя изначально ГЛОНАСС создавался как альтернатива GPS, теперь мы видим основные преимущества одновременной работы двух систем, а не независимо друг от друга, для обеспечения точного определения местоположения в любой точке Земли. Включение всех 55 спутников, доступных по всему миру, в систему ГЛОНАСС GPS обеспечивает гораздо большую точность, особенно в городских каньонах.

Ознакомьтесь с продуктами TransiTiva

Что такое лучшая GNSS? ⋆ Expert World Travel

Не уверены в разнице между GPS, ГЛОНАСС и Galileo? Вы определенно попали в нужное место! Я постараюсь подробно объяснить каждую глобальную навигационную спутниковую систему (GNSS) и расскажу обо всех ключевых различиях между этими тремя навигационными системами.

GPS, ГЛОНАСС и Galileo — это глобальные навигационные спутниковые системы. Между ними есть несколько различий, таких как количество спутников, которые каждая система имеет в своей группировке и точность позиционирования, но ключевое различие — это страна происхождения GNSS.

GPS принадлежит США, ГЛОНАСС принадлежит России, а Galileo — проект ЕС. Это самый простой способ различить три системы, но все остальные функции еще более важны, когда дело доходит до использования в реальном мире. И это именно то, о чем мы будем говорить в оставшейся части этого сравнения!

Примечание: Это довольно техническая тема, и я приложил все усилия, чтобы исследовать и разбить ее на части. Если есть проблемы или ошибки, не стесняйтесь комментировать в конце (кажется, я уже получаю много «жалоб» на то, что я не идеален:>)

Я также углубляюсь в более мелкие детали в этом посте по GPS — ответы на ваши вопросы.

Почему существует так много разных навигационных систем?

Большая часть мира использует GPS, и многие из этих людей даже не знают, что у них есть другие возможности, которые они могут использовать. Итак, какой смысл иметь несколько глобальных навигационных спутниковых систем, если мы все собираемся использовать одну и ту же? Особенно, когда у вас так много устройств, которые даже не позволяют использовать Galileo или ГЛОНАСС самостоятельно, а вместо этого вы вынуждены использовать их вместе с GPS?

Дело в том, что каждая из этих систем контролируется разным правительством.Это правительство может делать со своей спутниковой системой все, что угодно, а это означает, что США теоретически могут просто решить полностью отключить GPS. Если бы у нас не было альтернативы, мы оказались бы, мягко говоря, в неловкой ситуации.

Помимо этих трех систем, Китай, Индия и Япония также имеют свои собственные альтернативы, но они далеко не так надежны, как уже существующие. Кроме того, только китайская BeiDou работает в глобальном масштабе — индийская NavIC и японская QZSS работают только на региональном уровне.

Однако гражданские лица не всегда могут выбрать, какую спутниковую систему они хотят использовать. Америка является прекрасным примером этого, поскольку их FCC требует, чтобы все приемники, использующие неамериканские сигналы, были лицензированы. Странно то, что миллионы производителей продают нелицензионные устройства с ГЛОНАСС, так что, по-видимому, русские нашли способ обойти это правило.

ЕС Galileo была одобрена FCC только в 2018 году — за два года до этого вы не могли видеть ни одного спутника Galileo на своем телефоне, даже если его чип мог их обнаруживать.

О системе GPS

GPS или Global Positioning System — это спутниковая навигационная система, принадлежащая США. Спутниковая группировка была впервые запущена в 1978 году, что делает ее самой старой навигационной системой из когда-либо существовавших. И это, пожалуй, основная причина, по которой он так широко используется во всем мире.

Американская система GPS в настоящее время имеет около 30 действующих спутников на орбите на высоте 12 540 миль. Эта высота известна как средняя околоземная орбита, и все спутники GPS обращаются вокруг Земли дважды в день.В идеале должно быть четыре таких спутника GPS, видимых человеку на земле, использующему GPS одновременно.

Стоит отметить, что количество действующих спутников на орбите для каждой из этих систем часто меняется, поскольку постоянно запускаются новые.

Теперь давайте поговорим о самой важной особенности любой GNSS, а именно о точности определения местоположения. Позиционная точность GPS составляет до 5 метров под открытым небом, что неплохо. И в течение многих лет, даже десятилетий, это был стандарт, который должны были предлагать все другие спутниковые навигационные системы.

Помните, что GPS долгое время была единственной глобальной системой точного позиционирования, а со временем практически стала синонимом GNSS. Многие люди считают само собой разумеющимся, что GPS — это просто то, что определяет ваше местоположение, даже не задумываясь о том, что телефон получает данные с американских спутников на орбите Земли.

Но GPS больше не является самой быстрой или самой точной навигационной системой. И есть много преимуществ использования одной из других систем в сочетании с GPS.Я расскажу вам все об этом позже; Во-первых, давайте подробнее рассмотрим ГЛОНАСС и Galileo!

О ГЛОНАСС

ГЛОНАСС — это Глобальная навигационная спутниковая система , и она принадлежит России. Первый спутник ГЛОНАСС был запущен в 1982 году — всего через 4 года после того, как США запустили собственные спутники GPS.

Однако стоит отметить, что группировка спутников ГЛОНАСС была полностью работоспособна в 1995 году, но вскоре после этого была выведена из строя из-за проблем с финансированием.Только в конце 90-х эта система снова стала одним из главных приоритетов.

К 2010 году ГЛОНАСС удалось охватить всю территорию России, а к 2011 году все спутники группировки снова были полностью функциональны. Но имейте в виду, что американская система GPS работает во всем мире с 1993 года — ГЛОНАСС нужно было многое доказать, чтобы она могла конкурировать с уже установленной системой, которую все использовали.

Во многом GPS и ГЛОНАСС — это практически одно и то же.Спутники ГЛОНАСС находятся на высоте 11890 миль, что составляет всего 600 миль от спутников GPS. В космосе это совершенно незначительно.

Кроме того, спутники ГЛОНАСС также используют среднюю околоземную орбиту и могут совершить 2,125 оборота вокруг Земли за день. Они могут совершить один оборот на 30 минут быстрее, чем спутники GPS, но только потому, что они немного ближе к Земле.

В реальной жизни это абсолютно ничего не значит.Единственная вещь, от которой вы можете выиграть, — это тот факт, что спутники ГЛОНАСС предлагают точность в диапазоне точности от 4,5 до 7 метров . Но даже это означает, что иногда они более точны, чем GPS, а иногда нет. На практике люди обычно считают, что ГЛОНАСС немного менее точен, чем GPS.

О Galileo

Galileo — самая молодая из всех этих навигационных систем, и это проект, разрабатываемый Европейским Союзом .Важно отметить, что к концу 2020 года предполагается, что Galileo будет полностью готов к работе, и в этой группировке будет задействовано 30 спутников.

Из этих 30 предполагается, что 24 спутника будут полностью работоспособными, а оставшиеся 6 — запасными. Первый испытательный спутник Galileo был запущен в 2005 году, но мы не видели реального действующего спутника на орбите до 2011 года. Сама навигационная система начала работать только в 2016 году.

спутников Galileo находятся на высоте 14 429 миль, что составляет выше, чем у GPS и ГЛОНАСС.Из-за этого им требуется больше времени, чтобы совершить один оборот (около 14 часов), а это означает, что они могут совершить только 1,7 оборота за 24-часовой период.

Основная цель Galileo — предоставить высокоточную систему определения местоположения, независимую от GPS и ГЛОНАСС, чтобы европейским странам не приходилось полагаться на американские или российские спутники. Кроме того, спутники Galileo должны обеспечивать лучшую точность, чем ГЛОНАСС и GPS — по оценкам, гражданские пользователи могут рассчитывать на точного определения местоположения на расстоянии до 1 метра, , что весьма впечатляет.

Европейские спутники также предлагают лучшие услуги позиционирования на более высоких широтах по сравнению с GPS и ГЛОНАСС, что является одним из их основных преимуществ. Кроме того, Galileo на более надежен в городских условиях, где высокие здания могут легко блокировать спутниковые сигналы. Использование комбинации GPS и Galileo отлично подходит для передвижения по неизвестным городам, особенно в Европе.

Galileo доступен в США с конца 2018 года, но сможете ли вы его использовать, зависит от чипа вашего телефона.Существуют тонны различных производителей смартфонов, и практически именно они решают, какую GNSS сможет использовать ваш телефон. Положительным моментом является то, что большинство новых устройств могут видеть все спутники, обеспечивая максимальную точность навигации вашего телефона.

В чем преимущество использования более чем одной GNSS?

В большинстве случаев вы не можете выбрать, какую GNSS вы хотите использовать. Вы можете комбинировать и Galileo, и ГЛОНАСС с GPS, но вы редко можете выбрать использование только ГЛОНАСС или только Galileo — по крайней мере, в Штатах.

Но есть некоторые преимущества использования комбинации двух спутниковых систем. Когда вы используете только GPS, ваше устройство может выбирать между 30 различными спутниками, чтобы определить ваш сигнал. Но когда вы используете GPS с ГЛОНАСС или с Galileo, это количество видимых спутников почти вдвое.

Это означает, что устройство может быстрее определять ваше точное местоположение, а в некоторых случаях даже повышается точность определения местоположения.

Имейте в виду, что ваш приемник должен подключаться к четырем спутникам для определения вашего местоположения — когда вы включили и GPS, и ГЛОНАСС, или Galileo, у устройства просто будет больше спутников на выбор, что позволит ему работать на быстрее и точнее. .

ГЛОНАСС обычно более точен в горных регионах, в то время как Galileo обеспечивает лучшую точность в городских условиях. Когда вы комбинируете любую из этих двух систем с GPS, ваш приемник обычно не знает вашего местоположения.

Кроме того, если вы хотите использовать более одной навигационной системы, вам необходимо убедиться, что ваше устройство позволяет это. И это особенно верно, если вы хотите проверить точность спутников Galileo — устройства, выпущенные до 2016 года, скорее всего, не смогут принимать сигналы с европейских спутников.

GNSS на практике

Хотите проверить точность спутников Galileo? Что ж, скорее всего, ваш телефон уже использует Galileo для определения вашего местоположения. Новые смартфоны оснащены мульти-GNSS-чипами, которые могут принимать сигналы от большинства спутников.

Вы можете легко проверить это, загрузив приложение GPSTest — дайте ему поработать минуту или около того, и вы увидите полный список спутников, с которых ваш телефон принимает сигналы.

Если говорить о прочных уличных часах или устройствах Garmin GPSMap, все обстоит немного иначе.Я использую здесь в качестве примера компанию Garmin, потому что это самая популярная компания в области навигации, независимо от того, говорим ли мы об автомобилях или о пеших прогулках.

Их устройства обычно имеют возможность включения ГЛОНАСС или Galileo, но вы можете использовать их только в сочетании с GPS. Что, честно говоря, нормально — единственный недостаток в том, что ваша батарея разряжается быстрее, но вы получаете более быстрое и точное определение местоположения.

GPS против. ГЛОНАСС против. Галилей: Есть ли лучший вариант?

Судя по цифрам, Galileo технически является лучшей и наиболее точной системой спутниковой навигации из существующих.Однако он еще и самый молодой, и он еще даже не готов на 100%, поэтому я бы не стал отказываться от GPS.

И в зависимости от того, где вы живете и какие устройства используете, у вас может даже не быть возможности не использовать GPS. Это старейшая глобальная навигационная спутниковая система, и большинство устройств позволяют использовать другие системы только в сочетании с GPS, особенно в Соединенных Штатах.

Главное различие между GPS, ГЛОНАСС и Galileo заключается в том, в какой стране они созданы. Соединенные Штаты, Россия и Европейский Союз — все хотят иметь систему высокоточного позиционирования, независимую от других, чтобы они все еще могли предлагать эту услугу, если одна из других систем выйдет из строя.

Различия в производительности едва заметны для обычного пользователя, поэтому на самом деле не имеет значения, какой именно из них вы используете. Только когда вы начнете использовать комбинацию двух навигационных систем, вы сможете увидеть некоторые улучшения точности. Рекомендуется использовать ГЛОНАСС в горных районах и на более высоких широтах, тогда как Galileo повышает точность в городских условиях.

Надеюсь, что ответит на любые ваши вопросы об этих трех навигационных системах. Если вы думаете, что я забыл что-то объяснить или у вас остались вопросы, дайте мне знать в разделе комментариев!

Является ли китайский BeiDou лучшей версией GPS и ГЛОНАСС?

Здесь мы сравниваем основные в мире навигационные спутниковые системы.

Спутниковая система с глобальным покрытием называется глобальной навигационной спутниковой системой (GNSS). Современные GNSS включают Глобальную систему позиционирования (GPS), разработанную США, Глобальную навигационную спутниковую систему (ГЛОНАСС), эксплуатируемую Россией, и навигационную спутниковую систему BeiDou (BDS), запущенную Китаем в июне 2020 года, и систему Европейского Союза. Галилео. Первый из них уже много лет широко используется во всем мире. Теперь мы видим довольно много различий между четырьмя существующими системами GNSS

.

Срок строительства

GPS был первым проектом спутниковой системы, начатым Министерством обороны США в 1973 году.Первый прототип космического корабля был запущен в 1978 году, а вся группировка была введена в эксплуатацию в 1993 году. Система предлагала глобальные услуги с 1994 года. По мере износа спутников и развития технологий правительство США постоянно заменяет старые спутники и модернизирует GPS, чтобы удовлетворить более высокие требования. требования.

ГЛОНАСС — вторая навигационная система с глобальным покрытием. Советский Союз начал свой проект ГЛОНАСС в 1976 году и запустил свой первый спутник в 1982 году.ГЛОНАСС пережил три поколения (ГЛОНАСС, ГЛОНАСС-М, ГЛОНАСС-К), а третье поколение еще не закончено. В 1995 году российская навигационная система достигла полного глобального покрытия с помощью 24 спутников. Восстановление системы было произведено в 2011 году после снижения пропускной способности.

Аналогичным образом, китайский BeiDou пережил три фазы строительства, а третья фаза была полностью развернута в июле 2020 года. BeiDou стартовал как выведенный из эксплуатации BeiDou-1 только с тремя спутниками в 2000 году.Вторая фаза, известная также как КОМПАС, была запущена в 2012 году, имея всего 16 спутников и охватывая азиатско-тихоокеанские регионы. В отличие от GPS, который начал работать после полной настройки, поэтапная стратегия BeiDou сделала раннее коммерческое использование системы доступным. Кроме того, опыт, полученный на втором этапе, позволил ученым усовершенствовать конструкцию BeiDou-3. Третий этап BeiDou был запущен в 2015 году с полным глобальным покрытием с использованием в общей сложности 35 спутников.

Последняя GNSS — Galileo .Хотя концепция была согласована Европейским союзом и Европейским космическим агентством в начале 2002 года, а первый экспериментальный спутник GIOVE-A был запущен в 2005 году, только в 2011 году первые действующие спутники были включены в группировку. Galileo предлагает раннюю операционную мощность в 2016 году, а полная 30-спутниковая система ожидается к концу 2020 года.

Высота и период

Для GNSS высота и период являются положительно коррелированными характеристиками.Спутники, находящиеся на большей высоте, находятся на большей орбите и, таким образом, имеют большее расстояние, на которое можно пройти за один раунд. Поскольку спутники могут столкнуться, если разные системы используют орбиты с одинаковой высотой, четыре GNSS сохраняют расстояние друг от друга. Поскольку космическое пространство не имеет национальной принадлежности, GPS, чьи спутники были отправлены первыми, имела право выбирать высоту, не опасаясь препятствий. В итоге спутники Galileo работают на высотных орбитах (23 222 км) с наибольшим периодом (14.08 часов), а ГЛОНАСС работает на минимальной высоте (19 130 км) с самым коротким периодом (11,26 часа). GPS и BeiDou имеют высоту 20180 км и 21 150 км с периодом 11,97 часа и 12,63 часа соответственно.

Частоты

Системы

GNSS, использующие одну и ту же полосу частот, могут создавать помехи для сигналов друг друга и тем самым влиять на полезность всей системы. Запущенные в первые годы системы GPS и ГЛОНАСС получили право использовать сравнительную ширину полос частот, разрешенную Международным союзом электросвязи (ITU).К сожалению, когда китайская BeiDou и Galileo Европейского союза подали заявки на диапазоны частот, четыре пятых диапазонов для навигационных спутников, регулируемых МСЭ, уже были заняты. В соответствии с принципом «первым пришел — первым обслужен» Китай запустил три спутника BeiDou и начал использовать частоты в 2009 году. Galileo, который подал заявку на использование перекрывающегося диапазона, не запустил запланированные экспериментальные спутники и, таким образом, потерял возможность завершить. В последние годы четыре компании GNSS сотрудничают, чтобы упаковать все частоты близко друг к другу, чтобы один приемник мог принимать все эти сигналы, но не слишком близко, чтобы сигналы мешали друг другу.Совместимость и функциональная совместимость могут быть реализованы между несколькими GNSS без нарушения работы какой-либо системы, а также для повышения точности определения местоположения и синхронизации без увеличения стоимости использования приемников. Теперь многие мобильные телефоны, такие как Xiaomi 4, Huawei G7 и Samsung S5, имеют чипы, которые совместимы с навигационными сигналами как минимум от трех GNSS.

Точность позиционирования

Точность определения местоположения зависит от таких факторов, как атмосферные условия, блокировка сигнала и качество приемника.BeiDou улучшил свои характеристики после завершения третьего этапа, достигнув точности 1 м для общественного использования и 1 см для зашифрованного использования в военных целях. Точно так же долгожданный Galileo, расчет по которому ожидается в этом году, будет таким же точным, как и BeiDou. ГЛОНАСС теперь достигает точности 2,8 м. Для улучшения наземного сегмента ГЛОНАСС наземные станции позиционирования строятся в России, Антарктике, Бразилии и Индонезии. Ожидается, что эти инфраструктуры снизят точность ГЛОНАСС до 0.6 м или лучше к 2020 году. Мобильные телефоны с поддержкой GPS обычно показывают точность на расстоянии 4,9 м под открытым небом. Использование двухчастотного режима и / или увеличения, DGPS в сочетании с CPGPS устраняет источник ошибок, обеспечивая абсолютную точность на расстоянии 20-30 см.

Количество спутников

Изначально GPS была разработана так, чтобы иметь шесть орбит с четырьмя спутниками, работающими на каждой орбите. В июне 2011 года ВВС США завершили расширение группировки, расширив три из 24 слотов. По состоянию на май 2020 года 31 действующий спутник входит в группировку GPS без снятых с эксплуатации запасных частей на орбитах.К августу 2020 года на орбите ГЛОНАСС находится 27 спутников, 23 из которых находятся в рабочем состоянии. Два других — запасные, один — на техническом обслуживании, а другой — на летных испытаниях. BeiDou-3 завершил свое развертывание после запуска 35-го спутника в июне 2020 года. Таким образом, всего в системе BeiDou работает 35 спутников. После того, как Galileo будет полностью настроен, в системе будет 24 действующих спутника и 6 запасных. Запасные части повышают точность расчетов навигационного приемника, предоставляя меры. Обычно точность увеличивается по мере того, как в систему запускается все больше спутников, но количество спутников — не единственный фактор, который имеет значение.Системам с высокими орбитами требуется больше спутников, чем системам с низкими орбитами, для достижения сопоставимой точности определения местоположения. Положение спутников и препятствия для сигнала, такие как здания и деревья, влияют на навигационную информацию, которую получают устройства.

Другое

BeiDou — это система двусторонней связи, которая отличается от трех других GNSS. Эта характеристика полезна для рыбацких лодок, автобусов, полевого персонала и спасателей, которые хотят отправлять сообщения и информировать о своем местонахождении.Люди, оказавшиеся в горной ловушке без сигнала мобильного телефона, могут послать сообщение длиной до 1200 китайских иероглифов на спутник BeiDou, чтобы их спасти. Для сравнения, GPS, ГЛОНАСС и Galileo отправляют сигналы только со спутников на приемники и, таким образом, не имеют представления о том, кто и где находятся приемники. Хотя эта конкретная функция в некоторых случаях обеспечивает удобство, некоторые люди считают ее недостатком. Помимо внутреннего недостатка, заключающегося в том, что двусторонняя передача снижает точность и занимает более широкую полосу пропускания, это вызывает проблемы с безопасностью.Например, министерство науки и технологий Тайваня рекомендовало национальным оборонным ведомствам отслеживать сигналы, передаваемые BeiDou, поскольку они могут отслеживать пользователей путем развертывания вредоносных программ на чипе с поддержкой BeiDou и передавать информацию с помощью навигационных сигналов или функции обмена сообщениями.

GEOG 862: GPS и GNSS для специалистов в области геопространственной информации

4 GNSS Созвездия
Щелкните здесь, чтобы увидеть текстовое описание.

GPS

  • 6 орбитальных самолетов
  • 24 спутника + запасной
  • Угол наклона 55 градусов
  • высота 20 200 км

Галилео

  • 3 орбитальных самолета
  • 27 спутников + 3 запасных
  • Угол наклона 56 градусов
  • высота 23,616 км

ГЛОНАСС

  • 6 орбитальных самолетов
  • 35 спутников: 5 GEO, 27 MEO, 3 IGSO
  • 64.Угол наклона 8 градусов
  • высота 19100 км

Бэйдоу

  • 3 орбитальных самолета
  • 21 спутник + 3 запасных
  • Угол наклона 55 градусов
  • высота 38,300 км 21,200 км

Источник: GPS для землеустроителей

Это может быть немного неожиданно, но многие планы, которые изменят GPS как практическую утилиту, будут реализованы полностью вне самой системы GPS.Система GPS является одним из компонентов всемирных усилий, известных как Глобальная навигационная спутниковая система ( GNSS ). Другой компонент GNSS — это система ГЛОНАСС Российской Федерации, третья — это система Galileo, находящаяся в ведении ЕС, а четвертая — китайская система Beidou. Вероятно, что в GNSS будет включено больше группировок, таких как японская квазизенитная спутниковая система (QZSS), индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS), также известная как NavIC.Они будут дополнены наземными системами дополнения ( GBAS ) и космическими системами дополнения ( SBAS ), развернутыми в США, Европе, Японии, Китае и Австралии. Одним из непосредственных эффектов GNSS является существенное увеличение доступной группировки спутников; чем больше сигналов доступно для позиционирования и навигации, тем лучше. Идея состоит в том, что эти спутниковые и другие сети начнут работать вместе, чтобы предоставлять пользователям по всему миру решения для определения местоположения, навигации и синхронизации.

Как вы видите прямо здесь, на этой иллюстрации, между системами есть некоторые очевидные различия. GPS, шесть орбитальных самолетов; Галилей, три; ГЛОНАСС, три и Бэйдоу, три. Количество спутников действительно в каждом случае в какой-то мере одинаково. Угол наклона — 55 градусов для GPS; 56 градусов для Galileo, 64,8 градусов для ГЛОНАСС и 55 градусов для Beidou. Высота похожая. GPS посередине и Галилео несколько выше и ГЛОНАСС несколько ниже. У Beidou есть один самолет выше остальных на 38 300 км для их наклонной геостационарной орбиты.Это значит, что один спутник будет постоянно находиться над территорией Китая. Частично это сделано для устранения проблем с получением сигнала в условиях ограниченного пространства.

Веб-сайт международной службы GNSS

Международная служба GNSS (IGS) — это служба Международной ассоциации геодезии и Федерации служб анализа астрономических и геофизических данных, которая была первоначально создана в 1993 году. Как и NGS, IGS также предоставляет данные CORS. Однако он имеет глобальный размах.Можно получить доступ к информации об отдельных станциях, включая декартовы координаты ITRF и скорости для сайтов IGS, но не все сайты доступны с серверов IGS. Один из примеров масштабов этого увеличенного горизонта в глобальном позиционировании иллюстрируется изменением названия Международной службы GPS на Международную службу GNSS, IGS.

Галилео Спутник

спутников и сигналов ГЛОНАСС | GEOG 862: GPS и GNSS для геопространственных специалистов

ГЛОНАСС коды C и P

Что касается сигналов, транслируемых спутниками ГЛОНАСС, первоначальная цель была аналогична плану, принятому в GPS, системе, которая обеспечит 100-метровую точность с намеренно ухудшенным стандартным C / A-сигналом и 10-20-метровую точность с P сигналы доступны исключительно военным.Однако все изменилось в конце 2004 года, когда Федеральное космическое агентство (FKA) объявило о плане предоставления доступа к высокоточным навигационным данным всем пользователям, основой которых является решение на основе кода с правой круговой поляризацией.

Кодовая модуляция несущей L1 GPS

Источник: GPS для землеустроителей

Приемник, собирающий сигналы от GPS или от большинства других созвездий GNSS, если на то пошло, собирает уникальный сегмент кода PRN от каждого спутника.Например, каждому спутнику GPS присваивается определенный сегмент 37-недельного кода P (Y); то есть SV14 назван так потому, что он передает четырнадцатую неделю кода P (Y). Кроме того, каждый спутник GPS передает свой собственный полностью уникальный сегмент кода C / A.

одновременно

Источник: http://www.pocketgpsworld.com/howgpsworks.php

Несмотря на то, что сегменты кода P (Y) и кода C / A, поступающие в приемник на L1, уникальны для своего спутника или источника, все они поступают на одной и той же частоте, 1575.42 МГц. То же верно и для кода P (Y), поступающего в L2. Все они работают на одной частоте — 1227,60 МГц.

Множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA)

Этот подход известен как CDMA ( Множественный доступ с кодовым разделением каналов, ). Технология CDMA была первоначально разработана военными во время Второй мировой войны. Исследователи искали способы связи, которые были бы безопасными при наличии помех. CDMA не использует частотные каналы или временные интервалы.Этот метод называется множественным доступом, потому что он обслуживает множество одновременных пользователей, а CDMA делает это на той же частоте. Как и в GPS, CDMA обычно включает в себя узкополосное сообщение, умноженное на сигнал PRN с более широкой полосой пропускания (псевдослучайный шум). Увеличенная полоса пропускания шире, чем необходимо для широковещательной передачи информации данных, и называется сигналом с расширенным спектром. Как вы читали, эти коды PRN прикрепляются к несущей GPS путем изменения фазы. Тогда все пользователи смогут получать одни и те же полосы частот.Чтобы эта работа работала, важно, чтобы каждый из кодов PRN, C / A, P (Y), и все остальные имели свойства высокой автокорреляции и низкой взаимной корреляции. Высокая автокорреляция способствует эффективному уменьшению расширения спектра и восстановлению уникального кода, исходящего от конкретного спутника, что включает сопоставление его с кодом PRN, доступным для этого спутника внутри приемника. Низкая кросс-корреляция означает, что процессу автокорреляции для сигнала конкретного спутника не будет мешать какой-либо из сигналов другого спутника, которые одновременно поступают от остальной части созвездия.В CDMA каждый код, поступающий со спутника, транслируется на одной из трех уникальных несущих частот: L1, L2, L5. Есть разница между исходной схемой в системе ГЛОНАСС и GPS. Есть разница между CDMA и FDMA.

Множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA)

ГЛОНАСС с самого начала использовала другую стратегию. Как показано на рисунке, спутники передают сигналы L-диапазона, и, в отличие от GPS, каждый код, который приемник ГЛОНАСС собирает с любого из спутников ГЛОНАСС, точно такой же.Кроме того, в отличие от GPS, каждый спутник ГЛОНАСС передает свои коды на своей уникальной присвоенной частоте. Это известно как FDMA ( Множественный доступ с частотным разделением каналов, ). Это обеспечивает разделение сигналов, известное как улучшенный коэффициент спектрального разделения (SSC). Однако система требует более сложной разработки аппаратного и программного обеспечения. В отличие от GPS, каждый код, который приемник ГЛОНАСС получает от любого из спутников ГЛОНАСС, точно такой же. Однако каждый из них имеет разную частоту.Все спутники GPS используют одни и те же частоты, но разные сегменты кода. Все спутники ГЛОНАСС используют одни и те же коды, но разные частоты.

Полосы частот ГЛОНАСС

По материалам В. Дворкина и С. Каруртина, ГЛОНАСС: текущее состояние и перспективы, 3-я открытая конференция Allsat, слайд 13 из 24, Ганновер, 22 июня 2006 г.

Три диапазона ГЛОНАСС L имеют диапазон частот для назначения спутникам. ГЛОНАСС использует носителей в трех областях. Первый — L1 (~ 1602 МГц), в котором разделение между отдельными несущими равно 0.5625 МГц; диапазон составляет от ~ 1598,0625 до ~ 1607,0625 МГц. Второй — L2 (~ 1246 МГц), в котором разделение между отдельными несущими составляет 0,4375 МГц; диапазон составляет от ~ 1242,9375 до ~ 1249,9375 МГц. Третий — L3. Этот третий гражданский сигнал на L3 доступен на K спутниках и в новом частотном диапазоне (~ 1201 МГц), который включает 1201,743–1208,511 МГц и будет перекрывать сигнал E5B от Galileo. На L3 будет разделение между отдельными несущими 0,4375 кГц. Однако в этих диапазонах может быть до 25 каналов сигналов L-диапазона; в настоящее время на каждом есть 16 каналов для приема доступных спутников.

Обратите внимание, что на рисунке -7 слева и +9 справа для общего диапазона от центра 16. Как уже упоминалось, каждый канал отделен от других значком? F, который составляет 0,5625 МГц на L1. и 0,4375 МГц на L2. Может быть до 25 каналов сигналов L-диапазона. Этот номер нужен для того, чтобы каждый спутник в созвездии ГЛОНАСС мог иметь свой небольшой частотный сегмент. Это маленькие неровности, которые вы видите на иллюстрации. Другими словами, каждый спутник ГЛОНАСС передает один и тот же код, но каждый спутник получает свои частоты.

Стандартная длина кодового чипа на L1 ГЛОНАСС составляет 0,511 МГц — 3135,03 цикла L1 / чип стандарт и 5,11 МГц с точностью — 313,503 цикла L1 / чип. На уровне L2 они составляют 0,511 МГц — 2438,36 циклов L2 на микросхему и точность 5,11 МГц — 243,836 циклов L2 на микросхему. Очевидно, что точный код будет быстрее. На L2 они стандартные 0,511 МГц и точные 511 МГц — разумеется, тем быстрее, чем точнее код. И, конечно же, существует такое разграничение между точным и стандартным сервисом в ГЛОНАСС, как и в GPS.

Спутники ГЛОНАСС

Сигналы, передаваемые разными поколениями спутников ГЛОНАСС.

OF 5 FDMA открытого доступа

SF 5 специальный (военный) FDMA

OC 5 CDMA открытого доступа

OCM 5 CDMA открытого доступа модернизирован.

Модернизация сигнала ГЛОНАСС

Глава Российского центра управления полетами GNSS объявил в своей презентации 20 февраля 2008 г. на Мюнхенской конференции по спутниковой навигации в Германии, что сигналы CDMA будут проверяться в системе ГЛОНАСС, начиная с поколения спутников ГЛОНАСС-К.Фактически, с момента запуска в феврале 2011 года спутник «Ураган К» или ГЛОНАСС-К транслировал сигнал CDMA на L3, который сосредоточен на частоте 1202,025 МГц вместе с сигналом FDMA. Как видно из диаграммы, идет больше трансляций CDMA со спутников ГЛОНАСС. По мере развития событий спутники группировки ГЛОНАСС будут включать ГЛОНАСС-М, ГЛОНАСС-К1, ГЛОНАСС-К2 и ГЛОНАСС-КМ. Спутники ГЛОНАСС-К2 имеют расчетный срок службы 10 лет и передают гражданский сигнал CDMA в диапазоне L3 на частоте 1205 МГц.Модернизированный спутник ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-КМ) может передавать устаревшие сигналы FDMA на L1 и L2 и сигналы CDMA на L1, L2 и L3. Он также может передавать сигналы CDMA на частоте GPS L5 на частоте 1176,45 МГц. Информация о целостности GNSS может также передаваться в третьем гражданском сигнале и глобальных дифференциальных эфемеридах и временных поправках.

Созвездие ГЛОНАСС

Источник: GPS для землеустроителя

Кроме того, изучается альтернатива существующей трехплоскостной группировке спутников с одинаковым разносом, которая также потребует отключения традиционных сигналов FDMA.Другими словами, в будущем могут быть некоторые изменения в подходе FDMA. Недавно Россия согласилась немного изменить архитектуру. Чтобы использовать только половину меньшего количества диапазонов, ГЛОНАСС теперь будет назначать ту же частоту спутникам, которые находятся в одной орбитальной плоскости, но всегда находятся на противоположных сторонах Земли. Это не только сократит количество радиочастотного спектра, используемого ГЛОНАСС; он может фактически улучшить свою широковещательную эфемеридную информацию. Использование такого большого количества частот затрудняет работу с широким диапазоном скоростей распространения и удержание эфемеридной информации, отправляемой приемникам, в приемлемых пределах.Есть ряд производителей приемников, у которых есть доступные приемники GPS / ГЛОНАСС, но различия между сигналами FDMA и CDMA увеличивают техническую сложность и стоимость такого оборудования. В последние несколько месяцев 2006 г. было упомянуто, что ГЛОНАСС, вероятно, сможет реализовать сигналы CDMA на третьей частоте и на L1. Это может упростить взаимодействие GPS и Galileo с ГЛОНАСС и, вероятно, повысит коммерческую жизнеспособность ГЛОНАСС.

Оба спутника передают на одной частоте

Источник: https: // novatel.com / an-Introduction-to-gnss / chapter-3-satellite-systems / …

Изменения в FDMA. В будущем могут быть некоторые изменения в подходе FDMA. Недавно Россия согласилась немного изменить архитектуру. Чтобы использовать только половину меньшего количества диапазонов, ГЛОНАСС теперь будет назначать ту же частоту спутникам, которые находятся в одной орбитальной плоскости, но всегда находятся на противоположных сторонах Земли. Это не только сократит объем радиочастотного спектра, используемого ГЛОНАСС, но и может улучшить ее эфемеридную информацию.Использование такого большого количества частот затрудняет работу с широким диапазоном скоростей распространения и удержание эфемеридной информации, отправляемой приемникам, в приемлемых пределах. Есть ряд производителей приемников, у которых есть приемники GPS / ГЛОНАСС, но различия между сигналами FDMA и CDMA увеличивают техническую сложность и стоимость такого оборудования. В последние несколько месяцев 2006 г. было отмечено, что ГЛОНАСС, вероятно, сможет реализовать сигналы CDMA на третьей частоте и на L1.Это может упростить взаимодействие GPS и GALILEO с ГЛОНАСС.

GNSS Vs. GPS — в чем разница?

Написано Филом Уиттингом .

Иногда нас спрашивают о различиях между GNSS и GPS.

Есть ли разница или они в основном одинаковые? Связаны ли они терминами? Мне нужен репитер GPS или репитер GNSS?

Это краткое объяснение взаимосвязи между GNSS и GPS.

GNSS — по определению….

GNSS обозначает G lobal N avigation S atellite S ystem. Этот термин описывает созвездие спутников, передающих сигналы из космоса, которые предоставляют данные о местоположении и синхронизации для приемников GNSS здесь, на Земле.

Спутниковые приемники используют информацию о местоположении для определения своего местоположения путем вычисления долготы, широты и высоты по полученным сигналам.

Кроме того, каждый спутник обеспечивает решающее четвертое измерение — время. Каждый спутник содержит несколько атомных часов, которые предоставляют очень точные данные о времени. Приемники GNSS декодируют эти сигналы, эффективно синхронизируя каждый приемник с атомным тактовым сигналом.

Существует ряд глобальных навигационных спутниковых систем, обычно принадлежащих и эксплуатируемых отдельными странами или регионами.

Первым и, вероятно, самым известным, является Navstar G lobal P с установкой S , обычно обозначаемый просто как « GPS ».Он был разработан Министерством обороны США (DoD). Система изначально предназначалась для использования в военных целях, но была доступна для гражданских пользователей.

Принадлежащий США GPS в настоящее время является наиболее широко используемым GNSS в мире, обеспечивая непрерывную синхронизацию и данные о местоположении во всем мире.

Глобальная система позиционирования (США)

G lobal P Система S (GPS), первоначально Navstar GPS, представляет собой спутниковую радионавигационную систему, принадлежащую правительству Соединенных Штатов и эксплуатируемую ВВС США.

Это одна из глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS), которая предоставляет информацию о геолокации и времени приемникам GPS в любом месте на Земле или рядом с ней, где есть беспрепятственная прямая видимость для четырех или более спутников GPS.

Сигнал GPS L1 в верхнем L-диапазоне сосредоточен около 1575 МГц.
Сигнал GPS L2 в нижнем L-диапазоне сосредоточен около 1227 МГц.

ГЛОНАСС (Россия)

GLO bal NA vigation S atellite S ystem или ГЛОНАСС — российская спутниковая навигационная система.Это была вторая введенная в эксплуатацию навигационная система, обеспечивающая глобальное покрытие с точностью, сопоставимой с GPS.

Дополнение ГЛОНАСС к системам GPS также улучшает определение местоположения в высоких широтах (север или юг)

Сигнал

ГЛОНАСС G1 в верхнем L-диапазоне сосредоточен около 1602 МГц.
Сигнал ГЛОНАСС G2 в нижнем L-диапазоне сосредоточен около 1246 МГц.



Галилео (ЕС)

Galileo — спутниковая группировка GNSS Европейского Союза.Он был создан Европейским союзом через Европейское космическое агентство (ESA) и управляется Агентством Европейского союза по космической программе (EUSPA). Galileo доступен для гражданского и коммерческого использования. Одна из целей Galileo — предоставить независимую высокоточную систему позиционирования, чтобы европейским странам не приходилось полагаться на GPS США или российские системы ГЛОНАСС, которые могут быть отключены или ухудшены их операторами в любое время

Сигнал Galileo E1 в верхнем L-диапазоне сосредоточен около 1575 МГц.
Сигнал Galileo E6 в нижнем L-диапазоне сосредоточен около 1278 МГц.

BeiDou (Китай)

BeiDou — это глобальная спутниковая навигационная система, принадлежащая Китаю. С июня 2020 года у него на орбите находится 35 действующих спутников в группировке, известной как BeiDou-3 (третье поколение). Предполагаемая точность позиционирования составляет 3,6 м для общедоступной службы с точностью 10 см, достижимой с помощью зашифрованной службы.

Сводка

GPS является разновидностью GNSS .Это был первый выпуск G lobal N avigation S atellite S ; поэтому термин « GPS » часто используется для описания спутниковых навигационных систем в целом.

Если указана система репитера GPS, она будет охватывать только полосу L1. Этот комплект ретранслятора для сигналов L1 содержит все детали, необходимые для обеспечения сигнала GPS внутри здания, где он обычно не присутствует.

Комплект репитера для GPS, ГЛОНАСС, Galileo и BeiDou, строго говоря, является мульти-GNSS системой, но термин «репитер GPS» используется как синонимы.

Комплект ретранслятора для GPS L1, L2, ГЛОНАСС, Galileo и BeiDou также является мульти-GNSS системой и охватывает все наиболее часто используемые сигналы, доступные сегодня.

FalTech имеет ряд систем репитеров GNSS / GPS, а также репитеры Iridium, радиоповторители DAB и аксессуары GNSS.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами.

Источник изображения: Европейское космическое агентство

Теги: FalTech GPS, репитер GNSS, GNSS vs GPS, репитеры gps

ГЛОНАСС, российский ответ на GPS

История космоса

Первые часы работы в системе ГЛОНАСС прошли в 1976 году.Проект под названием «Глобальная навигационная спутниковая система» был детищем Министерства обороны СССР, Российской академии наук и ВМФ СССР. Первый испытательный спутник был запущен 6 лет спустя, всего через 4 года после первого спутника GPS.

Система была завершена в 1995 году, но из-за плохой экономической ситуации в России, особенно после распада Советского Союза, она не использовалась. Возрождение ГЛОНАСС началось в 2001 году, и за девять лет инженерам удалось перестроить и обновить его так, чтобы он охватил всю территорию России.С 2011 года можно использовать ГЛОНАСС для навигации по всему миру.

ГЛОНАСС против GPS

Космический сегмент ГЛОНАСС состоит из 24 спутников, получивших название «Ураган». В то время как GPS использует 32 спутника, следующих по шести разным орбитам на высоте 20 200 км над землей, Ураганы видят Землю более близко, кружа по трем различным космическим маршрутам «всего» на высоте 19 100 км.

Благодаря этому каждый из спутников ГЛОНАСС совершает один оборот вокруг нашей планеты за 11 часов 15 минут, что на 43 мин короче, чем у их американских аналогов.Главное преимущество российских спутников в том, что они очень стабильны и не требуют дополнительных корректировок. С другой стороны, их срок службы намного короче, чем у спутников GPS.

ГЛОНАСС дружит

Наземный сегмент находится в ведении главного центра управления системой в Краснознаменске и состоит из пяти центров телеметрии, слежения и управления, двух станций лазерной локации и десяти станций мониторинга и измерений. Большинство из них находится в России и Таджикистане.

Но ГЛОНАСС мыслит масштабно и хочет иметь станции и за рубежом, поэтому в 2013 году они открыли первую станцию ​​- вы не поверите — Бразилии! И, похоже, российским инженерам нравится жаркая погода (а может, просто идеальное географическое положение) Бразилии, потому что в 2018 году они объявили об открытии пятой бразильской станции ГЛОНАСС! Чтобы повысить его точность, в других странах южного полушария, например, в Индонезии, строится больше станций.

Частотная модуляция

В отличие от GPS, ГЛОНАСС передает данные с использованием частотной модуляции, что означает кодирование информации путем изменения мгновенной частоты волны.Это делает систему более требовательной к используемой полосе пропускания и немного меняет требования к приемнику сигнала. Однако результирующая точность позиционирования сравнима в обеих конкурирующих системах.

GPS + ГЛОНАСС = маловероятное сотрудничество

И GPS, и ГЛОНАСС довольно точны, но иногда просто недостаточно точны. Сегодня многие устройства, которым требуется максимально точная информация о своем местонахождении, используют одновременно и американские, и российские системы.

Причина в том, что увеличение количества спутников повышает точность данных. Если вы используете обе системы, точность возрастет примерно на 15–30 процентов. Это имеет наибольшее значение, когда устройство находится в месте с ограниченным обзором неба (джунгли или город с множеством небоскребов) или в местах, удаленных от экваториальной зоны.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *