Глонасс это что: Чем отличается ГЛОНАСС от GPS: основные принципы работы систем

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.

ТЕХНОЛОГИЯ ГЛОНАСС СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА АВТОТРАНСПОРТА ГЛОНАСС

СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА АВТОТРАНСПОРТА ГЛОНАСС

Что такое Глонасс? Ни что иное, как глобальная навигационная спутниковая система. Это советский аналог известной американской навигационной системе NAVSTAR GPS.

КАК СОЗДАВАЛАСЬ СИСТЕМА ГЛОНАСС?

Разработкой навигационной системы Глонасс занимался совет главных конструкторов Советского Союза по заказу Минобороны СССР. В октябре 1982 года на орбиту вывели первый спутник глобальной навигационной спутниковой системы. Уже через год систему официально приняли в эксплуатацию. Сейчас за развитие национального проекта «Эра-Глонасс» отвечает «Роскосмос», а также ОАО «Российские космические системы».

Согласно федеральной целевой программе «Глобальная навигационная система», принятой в 2001 году, полное покрытие территории Российской Федерации должно было произойти в 2008 году. К концу 2010 года завершилось развертывание системы Глонасс. В Екатеринбурге, как и в других городах России, можно приобрести спутниковые навигаторы Глонасс/gps.

ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ GLONASS

Спутниковая система Глонасс основана на спутниковой группировке. Она состоит из 24 спутников. Спутники Глонасс осуществляют свое движение в трех различных орбитальных плоскостях. Угол наклона орбитальных плоскостей равен 64,8°, а высота нахождения спутников над поверхностью Земли составляет 19 тысяч 100 километров.

Принципы измерения двух конкурирующих систем – Глонасс и GPS – схожи между собой. В основе спутниковой системы мониторинга Глонасс лежит такая технология, как «клиент-сервер». Правда, на сегодняшний день российский Глонасс несколько уступает американской системе. Вот данные за 2010 год, опубликованные Российской системой дифференциальной коррекции и мониторинга — СДКМ. Если ошибки GPS составляют порядка 2,00 м—8,76 м (используются от 6 до 11 спутников КА), то ошибки навигационной системы Глонасс равны 4,46м —8,38 м (используются 7 или 8 спутников КА). В том случае, когда применяются обе навигационные системы, вероятность ошибочных данных сокращается до 2,37м—4,65 м (используются от 14 до 19 спутников КА). Поэтому в России пока правомерным считается применение технологии Глонасс вместе с GPS.

НАВИГАЦИОННАЯ АППАРАТУРА ГЛОНАСС/GPS

Первый спутниковый навигатор, в котором были совмещены Глонасс-GPS, выпустила компания Ashtech в 1995 году. Он представлял собой профессиональный прибор. Спутниковые навигаторы, рассчитанные на потребителя, появились на российском рынке в самом конце 2007 года. В настоящее время производством навигационной аппаратуры занимаются как российские, так и зарубежные производители. В частности НПО «Прогресс» выпускает целый ряд приборов Глонасс, среди которых инерциально-спутниковая аппаратура, аппаратура точного времени, а также аппаратура спутниковой навигации.

ПРЕИМУЩЕСТВА ГЛОНАСС МОНИТОРИНГА

Глонасс установка, которой может быть оборудовано любое транспортное средство, имеет целый ряд достоинств.

• Во-первых, система мониторинга Glonass онлайн позволяет осуществлять постоянный контроль движения транспорта в автоматическом режиме, отображая на электронных картах местоположение транспорта, его соответствие маршруту и графику работы.
• Во-вторых, Глонасс навигация характеризуется высокой скоростью доставки сообщений.
• В-третьих, электронный навигатор Глонасс может быть использован совместно с информационными системами на различных предприятиях.
• В-четвертых, все данные, получаемые системой, полностью конфиденциальны.
• В-пятых, чтобы решать параллельные задачи, к электронному навигатору могут быть подключены специальные модули ПО.
• В-шестых, навигатор Глонасс не требует от пользователей ежемесячного внесения абонентской платы.
• В-седьмых, оборудование Глонасс отличается доступной ценой и требует минимальных затрат при постоянной эксплуатации системы.

Электронный навигатор, который представляет собой спутниковая система мониторинга транспорта Глонасс, позволяет осуществлять управление, а также контролировать передвижение транспорта. Используется система Глонасс практически во всех отраслях экономики, начиная от автопарков и заканчивая оснащением многих видов военной техники Вооруженных Сил РФ.

Навигационная система постоянно совершенствуется, и в недалеком будущем Глонасс чипы, установленные на общественный и личный автотранспорт, будут выполнять функции спутниковой охранной сигнализации, а также передавать сигналы об аварийной ситуации, в которую попало транспортное средство.

По распоряжению Правительства сначала российской навигационной системой будет оснащен весь общественный транспорт Сочи. Надо полагать, что в скором времени Глонасс в Екатеринбурге будет не менее популярен, чем GPS навигаторы.

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

• Дэвид Хэмблинг
• BBC Future

11 октября 2020

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.

У половины спутников ГЛОНАСС закончилась заводская гарантия | Россия и россияне: взгляд из Европы | DW

У половины орбитальной группировки системы ГЛОНАСС истек гарантийный срок, сообщает во вторник, 20 августа, РИА «Новости», со ссылкой на данные информационно-аналитического центра навигационной системы. 13 из 23 находящихся в эксплуатации спутников вышли за пределы использования гарантийного срока по состоянию на 19 августа.

Аппараты, у которых истекла заводская гарантия, были выведены на орбиту в период с 2007 по 2011 годы. Они относятся к серии «Глонасс-М» и имеют срок службы 7 лет. Следовательно, самые старые спутники, запущенные в 2007 году, превысили гарантийный срок на пять лет.

Как заявил руководитель Института космической политики Иван Моисеев, если сразу несколько спутников выйдут из строя, в первую очередь, «под ударом» окажутся военные системы. Гражданские потребители могут даже не заметить произошедшего. 

Вице-президент по технологиям НП «ГЛОНАСС» Евгений Белянко считает, что оператор системы действует разумно. «Как только один из спутников на орбите начинает выходить из эксплуатации, в течение нескольких месяцев ему запускают замену. Это разумная политика использования», — заявил он.

ГЛОНАСС против GPS

Российский аналог американской GPS — глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) — начали разрабатывать в 1976 году по заказу Минобороны и приняли в эксплуатацию в 1993 году. К 2010 году система получила достаточное для полного покрытия Земли число спутников.

Наземные станции американской GPS не работают на территории России с лета 2014 года.

В это же время началась работа над проектом «ЭРА-ГЛОНАСС». Это система экстренного отправления информации о ДТП службам спасения. Она заработала в России в 2015 году. Поначалу ею оснащались авто, впервые проходящие процедуру одобрения на соответствие требованиям техрегламента, то есть все новые модели.

______________

Подписывайтесь на новости DW в | Twitter | Youtube | или установите приложение DW для | iOS | Android

Смотрите также:

• Как спутники Земли помогают бороться с изменением климата

  Наблюдения из космоса помогают на земле

  До того, как в середине 20-го столетия первые спутники оказались на околоземной орбите, мы почти ничего не знали о динамике изменения климата. Сейчас благодаря снимкам и другим данным, получаемым со спутников, человечество пишет историю постоянно изменяющейся планеты Земля. В 1985 году с помощью спутников была обнаружена озоновая дыра. Эти данные помогают бороться с изменениями климата.

• Как спутники Земли помогают бороться с изменением климата

  Спутники, сообщающие о тающих ледниках

  Некоторые спутники фиксируют признаки изменения климата: тающие ледники, повышающийся уровень мирового океана и даже растущее содержание в атмосфере CO2. Этот спутник Jason-3 — один из самых современных, он способен с максимальной точностью провести замеры водной поверхности Земли. Эти данные помогут понять, как глобальное потепление влияет на мировой океан.

• Как спутники Земли помогают бороться с изменением климата

  Данные со спутников помогают предотвратить катаклизмы

  Искусственные спутники играют важную роль в предотвращении природных катаклизмов: ураганов, землетрясений, цунами, лесных пожаров. Они собирают информацию, которая помогает заблаговременно оповещать о возможном  природном бедствии, прогнозировать его масштабы и интенсивность. Особенно полезны данные со спутников для наблюдения за ураганным ветром и предотвращения его последствий.

• Как спутники Земли помогают бороться с изменением климата

  Цветы в космосе

  Могут ли расти цветы на околоземной орбите? Астронавты на МКС обнаружили, что в космосе для того, чтобы вырастить овощи, понадобится меньше воды. А КНР уже давно предпринимает попытки вырастить на Луне хлопок. Все эти знания могут в будущем играть решающую роль в развитии сельского хозяйства.

• Как спутники Земли помогают бороться с изменением климата

  Негативное влияние освоения космоса

  Освоение космического пространства имеет и негативные последствия для окружающей среды. После каждого запуска ракеты происходит выброс оксида алюминия, который накапливается в стратосфере и влияет на уменьшение озонового слоя земли.

• Как спутники Земли помогают бороться с изменением климата

  Космический мусор

  На околоземной орбите сейчас находятся 20 000 элементов космического мусора: от деталей ракет до шурупов и отработанных матриц. Если этот мусор не утилизировать, то он может негативно воздействовать на спутники, подлетая к ним слишком близко и препятствуя сбору информации, которая необходима для борьбы с глобальным потеплением.

  Автор: Тим Шауэнберг, Наталья Позднякова

Автомобильный ГЛОНАСС

Уже сейчас автомобильный ГЛОНАСС обеспечивает на территории нашей страны сигнал отличного качества, который может определить, где находится:

• человек;
• транспортное средство;
• багаж;
• животное.

Автомобильный ГЛОНАСС сейчас свободно принимается не только по России, он работает в любой точке нашей планеты – положение объекта можно отследить всегда. Но орбитальная группировка не полностью укомплектована, так что возможны сбои, длящиеся не более 15-20 мин. Если приёмник принимает сразу, и американский GPS, и российский ГЛОНАС, перерыва в сигнале не будет зарегистрировано. При использовании двойной навигации ее точность исключительна и составляет даже меньше, чем 1 м. Сигнал системы автомобильный ГЛОНАСС имеет такой дополнительный плюс, как отсутствие искусственного искажения. Из соображения безопасности американцы сделали сигнал GPS не столь точным. Тем же капитанам кораблей такая особенность сигнала GPS отлично знакома.

Сравнение GPS и ГЛОНАСС

Американский аналог ГЛОНАСС не уступает по качеству, но очевидно, что навигационная группировка, выпущенная в России, служит больше гражданским целям, тогда как американская делается с оглядкой на возможные военные угрозы. Подход россиян более миролюбивый. Они оставляют возможность определять местоположение очень точно.

ГЛОНАСС в России также задумывался изначально для военных целей еще в 80-х годах прошлого века. Это был заказ Министерства Обороны, как ответ на разработку аналогичной системы, которая известна, как GPS Сегодня все больше гражданских лиц и организаций используют эту систему в своих целях и очень успешно. У всех спутников ГЛОНАСС как гражданское, так и военное назначение, что совершенно не является противоречивым.

Однако широкому распространению этих навигаторов на данном этапе мешает их цена. Разница с GPS-навигаторами почти в два раза в пользу последних. Но потенциальный рынок навигаторов ГЛОНАСС в РФ – 7 млн штук. Ими будут искать людей и животных, машин, с их помощью будут выявляться повреждения мостов и плотин, что может стать способом предупредить многие катастрофы. Разработки в этом направлении уже внедряются. В России достаточно много ГЭС, построенных более полувека назад. Регулярный осмотр на предмет повреждений таким серьезным объектам просто необходим, так как аварии несут огромный ущерб и неисчисляемые жертвы среди людей. Это вопрос национальной безопасности страны. Поэтому организации и государственные структуры различных уровней принимают решение купить глонасс навигатор для выполнения множества задач, связанных с поиском.

Но купить глонасс сегодня желают не только в России. Наши зарубежные партнеры также вовсю интересуются этими навигаторами – те же Восточные и арабские страны не мыслят работу без сигнала ГЛОНАСС. Только представьте – стоит купить глонасс навигатор – и местоположение автомобиля и его скорость станут известны.

После запуска первого спутника ГЛОНАСС прошло более 30 лет, но только сейчас они получили столь широкое распространение. В 1995 году на орбиту уже вышло 24 спутника. Но очень быстро некоторые спутники пришли в негодность, так как Россия и-за кризиса в конце 90-х не поддерживала их нормальную работу. Только в 2001 году была принята специальная правительственная программа по возрождению ГЛОНАСС. Устаревшие спутники, носившие название ГЛОНАСС-М заменили на более новые. Они назывались ГЛОНАСС-К. Так началась новая эра навигации в России. Возможности спутниковой навигации стали возможными для использования гражданскими лицами и частными структурами. Теперь в планах Правительства – все транспортные компании оборудовать этой современной системой спутникового слежения.

Орбита спутников ГЛОНАСС не входит в резонанс с вращением земли. И хотя пока ГЛОНАСС по популярности уступает всем известной GPS, это будет изменено очень скоро, когда упадет цена на навигаторы. Этому будет способствовать упомянутая программа правительства РФ. Пока что 2% земли не покрыты сигналом от спутников ГЛОНАСС, но это будет изменено. Автомобили ГУВД также будут оснащены данной системой, что увеличит процент раскрываемости преступлений. И это не только угоны автомобилей, но также похищения людей, например. ГЛОНАСС – отличный помощник в управлении лесного хозяйства. Система позволяет контролировать незаконную вырубку леса, а также численность животных.

Будут введены штрафы за неустановление системы в общественном транспорте. Помимо навигатора, на каждое транспортное средство будет установлен бортовой компьютер. Все автомобили российского производства будут оснащены ГЛОНАСС.

За спутниковой навигацией будущее. Теперь можно беспрепятственно контролировать пробег и отклонение от маршрута ваших грузовых автомобилей. Оснастив их такой системой, вы сможете избежать ситуаций, когда водитель пытается избежать наказания, скрыть ущерб в результате аварии или украсть топливо. Такого нарушителя теперь можно вычислить и наказать или уволить в два счета. Где может использоваться ГЛОНАСС в коммерческих целях? Это не только грузовые перевозки. Это и службы такси, и строительные компании, которые могут установить навигатор на свою спецтехнику, и даже компании, занимающиеся перевозками по воде и с помощью железнодорожного транспорта. В личных целях ГЛОНАСС может использоваться, чтобы отслеживать, где находится ваш ребенок или пожилой член семьи с амнезией. Раньше для поиска приходилось обращаться в полицию – искали по ориентировкам. Теперь для своего успокоения просто приобретите ГЛОНАСС. Мониторинг багажа, который может затеряться в аэропорту – это еще одна сфера применения. Стабильный сигнал по всему миру будет вам обеспечен – вы сможете быстро найти пропажу. Ваши близкие всегда будут в поле зрения. Также ГЛОНАСС уже давно и успешно используется в военной сфере для охраны границ нашего государства. Система ГЛОНАСС – замечательная альтернатива системе слежения GPS, выпущенной в Америке.

Космос: Наука и техника: Lenta.ru

Российская глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) может деградировать в случае неудачи программы импортозамещения, появление которой обусловлено действием санкций США, пишет газета «Ведомости».

Издание предрекает, что «если спутники начнут выходить из строя в ближайшие год-два, заменить их будет нечем», и «в этом случае всей системе грозит деградация». «Из функционирующих сейчас спутников 13 находятся уже за пределами семилетнего гарантированного срока активного существования. Это может сказаться на состоянии группировки и параметрах навигационного сигнала в любой момент», — допускает газета.

Материалы по теме

00:02 — 12 апреля 2019

00:01 — 30 апреля 2020

Причиной отставания показателей российской системы от западных называются трудности плановой модернизации ГЛОНАСС. «Причина, по которой России не удалось совершить плановое обновление космических аппаратов навигационной системы, — это технологические санкции США, не позволившие производителям бортового оборудования закупить нужную электронно-компонентную базу (ЭКБ) категории Space, то есть радиационно стойкую», — пишет газета.

По данным издания, два экспериментальных спутника «Глонасс-К», выведенных на орбиту в начале десятилетия, на 80 процентов состояли из компонентов, поставки которых сегодня в Россию ограничены.

В «Информационных спутниковых системах имени Решетнева», производящих спутники ГЛОНАСС, заверили, что «целостности спутниковой группировки ничто не угрожает». Там же заявили, что «испытывают оптимизм» в отношении программы импортозамещения.

«Эксперты считают, что созданная в изолированных условиях продукция не будет ни передовой, ни конкурентоспособной», — уверяет газета.

Издание напоминает, что в настоящее время на околоземной орбите находятся 27 спутников ГЛОНАСС, из которых на орбите по целевому назначению работают 23, тогда как для штатного функционирования системы, предполагающего охват всей Земли, по целевому назначению должны работать 24 космических аппарата.

Точность ГЛОНАСС составляет 1,2 метра без учета атмосферных искажений, что уступает аналогичным показателям американской Global Positioning System (GPS, 0,7 метра) и европейской Galileo (0,5 метра).

В апреле 2018 года гендиректор предприятия «Информационные спутниковые системы» Николай Тестоедов заявил, что космические аппараты ГЛОНАСС почти на 40 процентов состоят из зарубежных комплектующих.

Быстрая доставка новостей — в «Ленте дня» в Telegram

GPS И ГЛОНАСС: Этапы интеграции глазами участника событий

18 октября 1989 г. , Куин-Элизабет-Холл в Лондоне, около 8:30 утра. Тогда я еще не подозревал, что два часа этого дня неизгладимо запечатлятся в моей памяти.

Я шел вверх по лестнице, к стенду своей компании Ashtech, на конференции Королевского института навигации (Royal Institute of Navigation, Великобритания). Мой хороший друг, ныне покойная Энн Битти, увидев меня, спросила: «Как дела дома» Я подумал, что это обычный вежливый вопрос, и ответил: «Спасибо, все в порядке». У нее было странное выражение лица. Она продолжала: «Ваша семья в порядке» Я повторил: «Да, спасибо, все хорошо». Потом она поняла, что я ничего не знаю о катастрофе, произошедшей в области залива Сан-Франциско, и взволнованно спросила: «Разве вы не знаете Он пришел! Большой удар, землетрясение в Сан-Франциско!»

Среди калифорнийцев ходили слухи, что когда придет Большой удар, не останется Калифорнии, и Невада окажется на берегу океана. И вот теперь Энн сказала мне, что «он» пришел! Я бросился к телефону и услышал автоматическое сообщение о том, что «все линии в вашем районе не работают». Мне понадобился целый час, чтобы разобраться, что это землетрясение не было тем «Большим ударом» и что моя семья в безопасности. Я никогда в жизни не забуду эти 60 минут. Никогда!

Так же я никогда не забуду и события следующего часа. Наш стенд посетила советская делегация из Научно-исследовательского института приборостроения (НИИП, с 1991 г. Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения — РНИИ КП, в настоящее время — ОАО «Российские космические системы»). Сначала члены делегации выразили свое сочувствие по поводу землетрясения, затем мы стали обсуждать технологию GPS и ее сходство с ГЛОНАСС. Обе системы были тогда относительно новыми, хотя спутники GPS были запущены первыми, в 1978 г., а ГЛОНАСС — чуть позже, в 1982 г. Во время нашей встречи в Лондоне на орбите находилось уже 12 спутников GPS и столько же ГЛОНАСС.

Делегация из СССР посетила стенды всех производителей пользовательского оборудования GPS в выставочном зале, а затем участники конференции собрались в кафетерии для частных бесед. За несколько часов до закрытия конференции русские вернулись на наш стенд и сказали: «Мы хотим объединить GPS и ГЛОНАСС, и выбрали для этого Вас».

Четыре месяца спустя, холодным февральским днем 1990 г., после оформления визы и проработки деталей поездки, я приехал в Москву. Тогда это был еще Советский Союз.

Я родился и вырос в Иране, и СССР был нашим северным соседом. Вспоминая глобальный политический пейзаж своего детства, я испытывал одновременно очарование и страх, когда мой самолет садился в московском аэропорту. Однако, после общения с людьми, которые меня встречали, страхи рассеялись, а очарование усилилось.

Первая официальная встреча состоялась в НИИП, отвечавшего за программу ГЛОНАСС.

Мне хочется сказать несколько слов о команде разработчиков системы ГЛОНАСС и выразить свое восхищение. По сравнению с разработчиками систем GPS и Galileo, им довелось работать в гораздо более сложных политических и финансовых условиях. Но они смогли реализовать успешный проект. Советский Союз, а позже Россия пережили огромные политические, экономические, социальные и географические революции, но команде ГЛОНАСС удалось сохранить спутниковую навигацию живой и процветающей.

Руководство Galileo в условиях большей стабильности и лучшего финансирования, безусловно, может оценить и понять значение того, что сделала команда ГЛОНАСС. Кроме того, проект Galileo выиграл в результате интеграции 27ми европейских стран, в то время как Советский Союз распался на 15 самостоятельных государств.

Несмотря на весь героический труд, разработчики ГЛОНАСС не получили достаточного международного признания. Более того, из-за специфической политической ситуации они и у себя на родине остались неизвестными. Например, я лично способствовал тому, чтобы Николай Емельянович Иванов (1927–2006), руководитель программы ГЛОНАСС в НИИП, получил признание за рубежом среди специалистов, работающих в области спутниковой навигации. В этой статье я хочу поделиться своими воспоминаниями о некоторых участниках этих событий и сохранить их имена и фотографии хотя бы в архивах журнала «Геопрофи».

На первом заседании в Москве особо подчеркивалась важность объединения GPS и ГЛОНАСС для различных приложений. Я удостоверился в глубоком желании разработчиков ГЛОНАСС в осуществлении этих намерений: они подготовили подробные схемы, таблицы и планы, особенно для высокоточных приложений.

Мы подписали протокол о сотрудничестве и договорились подробно обсудить технические данные на нашей следующей встрече, которая состоялась несколько месяцев спустя. Тогда же я познакомился со Станиславом Юлиановичем Силановицким — Стасом, в то время, ведущим научным специалистом команды Н.Е. Иванова. Позже он стал вице-президентом трех основанных мною компаний. И на протяжении 19 лет, до самой смерти, он был моим лучшим другом.

У нас было несколько встреч в Москве и одна в Париже, в штаб-квартире партнера Ashtech — компании SAGEM. У меня остались прекрасные воспоминания об этих встречах. На совещании в Париже присутствовал директор НИИП Леонид Иванович Гусев. Однажды вечером Стас позвонил мне в номер с просьбой отменить ужин в известном французском ресторане и вместо этого присоединиться к их «настоящему ужину». Видимо, Л.И. Гусев устал от французской кухни! Ужин состоялся в гостиничном номере директора, в меню были черный хлеб, колбаса, селедка и обилие русской водки.

Первое объявление о начале работ по объединению систем GPS и ГЛОНАСС было опубликовано в журнале GPS World, во втором номере (март/апрель) 1990 г. В том же году на выставке в Институте навигации (ION) мы напечатали плакат с американским и советским флагами, расположенными рядом. Мой близкий друг, полковник Гэйлорд Грин, второй директор офиса объединенной программы GPS, отказался фотографироваться на фоне этого плаката. И мы сфотографировались с обратной стороны нашего стенда.

Через несколько месяцев после парижского заседания произошли известные политические события, приведшие к распаду СССР. Жизнь в России стала чрезвычайно трудной. Я позвонил Стасу, чтобы обсудить ситуацию. Мы пришли к выводу, что у нас нет варианта, кроме как продолжать план своими силами, если мы хотим объединить GPS и ГЛОНАСС. Я приезжал в Москву еще несколько раз, и в феврале 1992 г. состоялось официальное открытие московского подразделения компании Ashtech. Это подразделение продолжает действовать в Москве, где работает 10% от первоначальной команды. Именно это подразделение в настоящее время покупает компания Trimble Navigation. Вот такой поворот событий!

В 1996 г. мы представили первый в мире приемник GPS/ГЛОНАСС, объявление о котором появилось в июльском номере журнала GPS World за 1996 г. Когда я вернулся в США, оказалось, что политическая ситуация изменилась, и поддерживать ГЛОНАСС стало не патриотично. Наиболее видные деятели GPS «дразнили» меня, что я напрасно трачу время на ГЛОНАСС. Их любимым аргументом было утверждение, что российская экономика в упадке. В августе 1998 г. в результате дефолта российский рубль рухнул более чем на 300% за неделю. Даже компания Coca Cola не смогла выплатить своим сотрудникам зарплату в России, потому что банки были закрыты. Многие западные компании покинули тогда Россию. В течение этого сложного периода я намеренно больше времени проводил в Москве, и мне удавалось выдавать зарплаты нашим сотрудникам без единого дня задержки. Кроме того, рост доллара более чем в три раза по отношению к рублю сделал наших сотрудников относительно богатыми, потому что их заработная плата была привязана к курсу доллара.

Я был уверен, что ГЛОНАСС ждет успех, потому что видел энтузиазм и самоотверженность руководства и сотрудников этой программы. Решив, что Уолл-стрит негативно посмотрит на ГЛОНАСС и связь с Россией, мои партнеры по компании Ashtech были намерены компенсировать свои инвестиции и потребовали изменить курс компании. Мои планы не совпали с их, и в 1996 г. я основал новую компанию — Javad Positioning Systems (JPS). Около 90 инженеров, бывших сотрудников Ashtech, последовали за мной в JPS.

После другого события и прекращения всяких юридических ограничений и обязательств в июне 2007 г. я основал компанию JAVAD GNSS. Почти все ключевые специалисты снова последовали за мной. Наша нынешняя команда имеет почти двадцатилетний опыт совместной работы.

В JAVAD GNSS мы подняли планку по интеграции GPS/ГЛОНАСС на более высокий уровень и сосредоточили свои усилия в двух новых направлениях. Первое — заключается в устранении проблемы межканальных смещений в FDMA-формате сигналов спутников ГЛОНАСС. Второе — состоит в поддержке инженеров, которые настаивают на введении в радиосигналы спутников ГЛОНАСС стандарта множественного доступа (CDMA), используемого в радиосигналах спутников GPS. Проблему межканальных смещений сигналов ГЛОНАСС нам удалось решить в 2009 г. и мы объявили: «Наш ГЛОНАСС так же хорош, как и GPS».

На втором фронте мы работали с руководством ФГУП «РНИИ КП» и Информационно-аналитическим центром координатно-временного и навигационного обеспечения (ИАЦ КВНО) ЦНИИмаш, чтобы продемонстрировать преимущества формата CDMA для высокоточных приложений.

Несколько лет назад Стас, по секрету, сообщил мне, что вопрос о CDMA вовсе не новый, и что он обсуждался на всех уровнях различных организаций на раннем этапе проектирования системы ГЛОНАСС. Результатом всех этих обсуждений было то, что инженеры и технические специалисты были за CDMA, а высшее руководство, главным образом под влиянием военных, поддержало FDMA. До сих пор остается загадкой, почему все-таки FDMA, хотя есть мнение, что этот формат выбирали, чтобы не повторять решения GPS, а еще потому, что не видели преимуществ CDMA. Некоторые также полагают, что формат FDMA обеспечивает лучшую защиту от помех.

Конечно, на заре становления систем никто даже не представлял, что можно будет использовать GPS или ГЛОНАСС в высокоточных приложениях, и тогда действительно не было большой разницы между CDMA и FDMA. Возможность использования фазы несущей GPS и ГЛОНАСС в высокоточных приложениях была открыта значительно позже, и преимущества формата CDMA стали актуальны, на что намекал Н.Е. Иванов еще при нашей первой с ним встрече.

После того как мы объединили GPS и ГЛОНАСС, и когда многие наши пользователи по всему миру начали сравнивать две системы, вопрос о формате CDMA снова встал на повестку дня перед руководителями программы ГЛОНАСС.

Начиная с 2007 г. состоялось несколько встреч в РНИИ КП в Москве, в ИАЦ КВНО в Королеве и в московском офисе компании JAVAD GNSS. У нас было несколько теплых встреч в моей московской квартире, согретых русской водкой и лучшим армянским коньяком, подарком С.Г. Ревнивых, заместителя генерального директора ЦНИИмаш, начальника ИАЦ КВНО. Все заседания были открытыми и откровенными, мы обсуждали и демонстрировали преимущества формата CDMA, поддерживая тем самым инженеров РНИИ КП, которые не желали высказывать свое мнение выше определенного уровня.

Также у меня были встречи с главой Роскосмоса Анатолием Николаевичем Перминовым, при поддержке и содействии которого я получил вид на жительство в России.

Я хотел бы выразить признательность Федерации космонавтики России за вручение мне медали «За заслуги» и часов как у российских космонавтов. Не пойму только, зачем мне на день рождения подарили автомат Калашникова АК47. Интересно, как его везти домой, в Америку Анатолий Евгеньевич Шилов, заместитель руководителя Роскосмоса, Вячеслав Владимирович Дворкин, начальник отделения ОАО «Российские космические системы», Сергей Георгиевич Ревнивых, Виктор Евгеньевич Косенко, первый заместитель генерального конструктора ОАО «Информационные спутниковые системы») и Сергей Николаевич Карутин, заместитель начальника отделения ОАО «Российские космические системы» — новое поколение руководителей программы ГЛОНАСС, которые поддержали идею введения стандарта CDMA в систему.

В феврале 2011 г. был запущен новый спутник «ГЛОНАСС-К», который передает экспериментальный сигнал L3 с кодовым разделением (CDMA) в дополнение к сигналам L1 и L2 с множественным доступом и частотным разделением (FDMA). Почти сразу же, через несколько часов после ввода навигационного спутника «ГЛОНАСС-К» в эксплуатацию, мы объявили, что наше оборудование отслеживает новый сигнал в частотном диапазоне L3. Подробную информацию о новом сигнале, таком же хорошем во всех аспектах, как и сигналы GPS, можно найти на нашем сайте.

Еще один важный вопрос, который встал перед командой ГЛОНАСС, — это вопрос о новой частоте. Хотя он больше политический, чем технический, но обсуждается в тесном взаимодействии.

В первое время моих частых поездок в Советский Союз КГБ, вероятно, подозревал, что я агент ЦРУ, а ЦРУ, вероятно, полагало, что я агент КГБ!Я не удивлюсь, если узнаю, что ЦРУ и КГБ отслеживали каждый мой шаг, каждое движение во время моих поездок, мероприятий и встреч. Однако спустя несколько лет меня перестали допрашивать в аэропорту Сан-Франциско по возвращении домой из России. Возможно, после пристального внимания спецслужб ко мне я заслужил доверие и дружбу обеих сторон и их уверенность в том, что ничего другого у меня и в мыслях не было, кроме как обеспечить интеграцию GPS и ГЛОНАСС. С 2007 г. я являлся неофициальным членом российских и американских делегаций на так называемых дискуссиях о совместимости GPS и ГЛОНАСС, которые также затрагивали вопрос о формате CDMA.

Некоторые из самых плодотворных и дружеских бесед между российскими и американскими делегациями происходили в моей квартире в Москве после официальных заседаний с. Кен Ходжкин из Государственного департамента США, Майк Шоу, директор Национального исполнительного комитета США по использованию космического позиционирования, навигации и синхронизации, Дэвид Тернер, директор Центра космической политики и стратегии США, Скотт Фиэрхеллер из ВВС США, и Том Станселл, консультант по GPS, — вот лишь некоторые из моих почетных гостей.

Вопрос о новой частоте для ГЛОНАСС все еще находится в процессе обсуждения, и я горжусь тем, что участвую в этой работе и поддерживаю обе стороны. Со стороны Правительства РФ наблюдается повышенное внимание и поддержка дальнейшего развития системы ГЛОНАСС. В мае 2011 г. у меня состоялся разговор с А.Е. Шиловым. В нашем разговоре он с энтузиазмом и оптимизмом отметил, что программа ГЛОНАСС будет продвигаться вперед еще быстрее.

Сигналы навигационных спутников ГЛОНАСС оказались реальным и надежным дополнением к сигналам GPS. И если бы не провал запуска трех спутников в декабре 2010 г., созвездие системы ГЛОНАСС сейчас было бы полным и работающим в глобальном масштабе. Нет сомнения, что это осуществится в ближайшее время. По оценкам С.Г. Ревнивых, в настоящее время система ГЛОНАСС покрывает 99,8% земной поверхности. На сегодняшний день надежная и быстрая кинематика в режиме реального времени (RTK) невозможна без сочетания сигналов спутников GPS и ГЛОНАСС.

Новые свидетельства успеха ГЛОНАСС поступают от давних противников этой системы, которые когда-то критиковали меня за ее поддержку. Теперь они готовы заплатить большие деньги, чтобы приобрести первую компанию, которая была основана мною в Москве, и у которой, по их мнению, не было шансов выжить. В 2011 г. мы празднуем двадцатую годовщину работы в России и продолжаем работать еще усерднее, чтобы сделать интеграцию GPS и ГЛОНАСС более эффективной. 7 мая 2010 г. от рака крови умер Стас. Ему не довелось стать свидетелем успеха наших новых приемников TRIUMPHVS. До сих пор у меня в холодильнике лежат лекарства, которые он приносил мне всякий раз, когда я простужался. Я очень скучаю по нему, а наша команда продолжает дело, которое любил Стас и которому он посвятил свою жизнь.

В заключение я хочу подвести краткий итог современного состояния систем GPS и ГЛОНАСС и очертить их будущие перспективы для пользователей. ГЛОНАСС сейчас насчитывает 24 спутника, передающих сигналы в формате FDMA в двух диапазонах частот L1 и L2. Неудачная попытка развернуть еще три спутника задержала развертывание системы до конца 2011 г. Преимуществом системы ГЛОНАСС является то, что ее сигналы L1 и L2 не зашифрованы и дают более точные данные, чем зашифрованные P1 и P2 GPS.

В плане развития системы ГЛОНАСС рассматривается добавление к сигналам всех спутников сигнала с кодовым разделением (CDMA) и исключения межканального смещения. Но на реализацию этого плана уйдет около 10 лет. В пользовательской аппаратуре, выпускаемой компанией JAVAD GNSS, уже осуществлена калибровка сигнала ГЛОНАСС с точностью до 0,2 мм. Мы сделали сигнал спутников ГЛОНАСС в формате FDMA таким же, как сигнал GPS в формате CDMA, добавив запатентованные решения и усовершенствованные алгоритмы.

В системе GPS планируется добавление сигнала третьей частоты (так называемый L5) и незашифрованный сигнал на частоте L2. Но, чтобы сделать спутники пригодными для ежедневной работы, потребуется несколько лет, а также запуск новых спутников.

В настоящее время существуют две полноценные системы, состоящие из 30 спутников GPS и 27 спутников ГЛОНАСС. Не зашифрованные сигналы ГЛОНАСС дают ему преимущество над зашифрованными сигналами GPS, с учетом наличия калибровки межканальных смещений сигналов ГЛОНАСС в формате FDMA.

В системе ГЛОНАСС планируется улучшить мониторинг спутников, повысить точность часов и параметры орбиты спутников. В любом случае, большинство этих ошибок будет отфильтровано в дифференциальных и высокоточных приложениях.

Существование двух полных и бесплатных систем, GPS и ГЛОНАСС, ставит под сомнение существование и рентабельность системы Galileo, потому что в данных условиях будет крайне сложно собирать деньги с пользователей. Кроме того, необходимость для пользователя третьей системы тоже сомнительна. Скорее всего, поводом для создания и развития системы Galileo послужил специфический интерес некоторых европейских военных организаций.

Мне очень повезло, потому что у меня была возможность работать с системой GPS с первых дней ее создания, участвовать в разработке высокоточных приложений компании Trimble Navigation. Я многим обязан Чарльзу Тримблу, который протянул мне руку помощи, когда я искал убежища в США в 1981 г. Он учил меня не только GPS, но и бизнесу. Также я многое вынес для себя из воскресных собраний доктора Брэдфорда Паркинсона, первого директора программы GPS, который был и по-прежнему является членом совета директоров компании Trimble Navigation.

После ухода из Trimble, на протяжении многих лет информация о моих инновационных разработках, созданных под марками Ashtech, JPS и JAVAD GNSS публиковалась во многих специализированных изданиях, в том числе и в журнале «Геопрофи».

В этой статье я неспроста сосредоточил свое внимание именно на системе ГЛОНАСС. Я хотел вспомнить о становлении ГЛОНАСС, ее пионерах, о которых часто забывают. А GPS — это широко известная, хорошо отлаженная система, костяк глобальной спутниковой навигации.

И последнее, позвольте добавить, что современные геодезические комплексы, разработанные компанией JAVAD GNSS, отслеживают сигналы всех существующих и находящихся в разработке глобальных навигационных спутниковых систем, а именно: GPS, ГЛОНАСС, QZSS и Galileo. Да, и Galileo тоже!

Что такое ГЛОНАСС и чем он отличается от GPS

ГЛОНАСС — это аббревиатура от Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema, или Глобальная навигационная спутниковая система. ГЛОНАСС — это российская версия GPS (Global Positioning System).

Кто построил ГЛОНАСС?

Советский Союз начал разработку ГЛОНАСС в 1976 году. ГЛОНАСС — самая дорогостоящая программа Федерального космического агентства России, на которую в 2010 году ушла треть его бюджета.

Версии —

Различные версии ГЛОНАСС

1. ГЛОНАСС — запущенные в 1982 году спутники были предназначены для работы военными и официальными организациями для определения местоположения по погоде, измерения скорости и измерения времени в любой точке мира или в околоземном пространстве.
2. ГЛОНАСС-М — запущен в 2003 году дополнением второго гражданского кодекса. Это важно для картографических приемников ГИС.
3. ГЛОНАСС-к — запущен в 2011 году, снова имеет еще 3 типа: k1, k2 и km для исследования. Добавляет третью гражданскую частоту.
4. ГЛОНАСС-К2 — будет запущен после 2015 г. (в стадии проектирования)
5. ГЛОНАСС-КМ — будет запущен после 2025 года (в настоящее время в стадии исследований)

Что такое А-ГЛОНАСС?

А-ГЛОНАСС, ГЛОНАСС с поддержкой очень похож на ГЛОНАСС, но А-ГЛОНАСС предоставляет больше возможностей для смартфонов.Он предлагает такие функции, как пошаговая навигация, данные о дорожном движении в реальном времени и многое другое. Он использует вышки сотовой связи рядом с вами, чтобы быстро заблокировать ваше местоположение с помощью вашего подключения для передачи данных. А-ГЛОНАСС также повышает производительность чипсетов с поддержкой ГЛОНАСС.

Сколько стоит ГЛОНАСС?

До 2011 года правительство России потратило около 5 миллиардов долларов на проект ГЛОНАСС, а затем инвестировало 320 миллиардов рублей (10 миллиардов долларов) на период с 2012 по 2020 годы.ГЛОНАСС — самый дорогостоящий проект Федерального космического агентства.

Чем ГЛОНАСС отличается от GPS?

GPS, разработанный США, имеет сеть из 31 спутника, покрывающую эту планету, и широко используется в коммерческих устройствах, таких как мобильные телефоны, навигаторы и т. Д.

ГЛОНАСС разрабатывается Россией, первоначально начатой ​​Советским Союзом в 1976 году. Сеть из 24 спутников покрывает Землю.

На изображении показаны орбита и группировка ГЛОНАСС (слева) и GPS (справа).

Вот таблица характеристик, в которой сравниваются GPS и ГЛОНАСС

Технические характеристики	ГЛОНАСС	GPS
Владелец	Российская Федерация	США
Кодирование	FDMA	CDMA
Количество спутников	Не менее 24	31
Орбитальная высота	21150 км	19130 км
Точность	Положение: 5–10 м	Положение: 3. 5-7,8 м
Наклон плоскости орбиты	64,8 градуса	55 градусов
Период обращения	11 часов 16 минут	11 часов 58 минут
Частота	Около 1,602 ГГц (SP) Около 1,246 ГГц (SP)	1,57542 ГГц (сигнал L1) 1,2276 ГГц (сигнал L2)
Статус	Работает	Работает

Преимущество ГЛОНАСС над GPS (ГЛОНАСС против GPS)

Нет явного преимущества перед GPS, кроме точности.При использовании по отдельности ГЛОНАСС не имеет такого сильного покрытия, как GPS, но когда оба используются вместе, безусловно, увеличивает точность с охватом. И это более полезно в северных широтах, поскольку Россия изначально запустила ГЛОНАСС для России.

Преимущество ГЛОНАСС — точность до 2 метров. GPS + ГЛОНАСС позволяет навести на ваше устройство группу из 55 спутников по всему миру. Итак, когда вы находитесь в месте, где сигналы GPS застревают, например, между огромными зданиями или метро, ​​вы будете точно отслежены спутниками ГЛОНАСС.

Коммерческое использование ГЛОНАСС

ГЛОНАСС впервые использовался в автомобильных навигаторах как Glospace SGK-70, но был громоздким и дорогим. Правительство России изо всех сил пытается продвигать ГЛОНАСС в коммерческих целях.

iPhone 4S был первым продуктом Apple, в котором для определения местоположения на картах использовались как GPS, так и ГЛОНАСС.

Все высокопроизводительные устройства, поддерживающие средства GPS, особенно навигаторы, включают в себя приемники ГЛОНАСС на своих микросхемах для использования служб определения местоположения.

Что предлагается для смартфонов?

Сегодня любой мобильный телефон, будь то смартфон высокого класса или бюджетный смартфон, оснащен A-GPS (вспомогательной глобальной системой позиционирования), которая использует возможности сети для определения вашего местоположения.

Теперь, когда ГЛОНАСС предлагается для общественных услуг, все больше и больше смартфонов запускаются с технологией GPS + ГЛОНАСС, чтобы использовать двухъядерный сервис на основе определения местоположения для определения местоположения. Первоначально этими функциями могут похвастаться только флагманские или высококачественные смартфоны, но со временем мы увидим, что обе эти технологии будут использоваться на смартфонах низкого и среднего ценового диапазона.Все больше и больше компаний и производителей микросхем проявляют интерес к технологии ГЛОНАСС, поэтому ожидается, что все больше и больше смартфонов будут выпускаться с этой технологией.

Список смартфонов с поддержкой ГЛОНАСС

Модель

Производитель смартфона	Модель мобильного телефона
Acer	Acer Liquid S2
Alcatel	Alcatel OT-995
Apple	iPhone 4S
Apple	iPhone 5
Apple	iPhone 5C
Apple	iPhone 5S
Асус	PadFone 2
Asus	PadFone Infinity
Asus	ASUS MeMO Pad FHD 10 ME302C
Asus	ASUS MeMO Pad 10 ME102A
Asus	ASUS MeMO Pad 7 ME176C
Asus	ASUS Fonepad 7 ME372CG
Asus	ASUS Fonepad 7 ME175CG
BlackBerry	BlackBerry Z10
BlackBerry	BlackBerry Q10
HTC	HTC Бабочка
HTC	HTC Бабочка S
HTC	HTC Desire 600
HTC	HTC Droid DNA
HTC	HTC Evo 3D
HTC	HTC Первый
HTC	HTC One
HTC	HTC One Mini
HTC	HTC One Mini 2
HTC	HTC One S
HTC	HTC One SV
HTC	HTC One X +
HTC	HTC One V
HTC	HTC Windows Phone 8S
HTC	HTC Windows Phone 8X
Huawei	Huawei Ascend D1 Quad XL
Huawei	Huawei Ascend G600
Huawei	Huawei Ascend G615
Huawei	Huawei Ascend Mate
Huawei	Huawei Ascend P2
Huawei	Huawei Ascend P6
Huawei	Huawei честь (U8860)
Huawei	Huawei Честь 2
LG	LG Nexus 4
LG	LG Nexus 5
LG	LG Optimus G
LG	LG G2
LG	LG G2 mini
LG	LG Optimus G Pro
LG	LG Optimus Sol
LG	LG Venice
LG	LG Optimus L9
LG	LG Optimus L9II
LG	LG G3
LG	LG Вольт
Meizu	Meizu MX2
Motorola	Motorola Atrix HD
Motorola	Motorola Moto E
Motorola	Motorola RAZR
Motorola	Motorola MOTO G
Motorola	Motorola MOTO X
Motorola	Motorola RAZR HD
Motorola	Motorola RAZR M
Motorola	Motorola RAZR MAXX
Motorola	Motorola DROID 4
Motorola	Motorola DROID RAZR
Motorola	Motorola DROID RAZR HD
Motorola	Motorola DROID RAZR M
Motorola	Motorola DROID RAZR MAXX
Motorola	Motorola DROID RAZR MAXX HD
Nokia	Nokia Lumia 520
Nokia	Nokia Lumia 525
Nokia	Nokia Lumia 620
Nokia	Nokia Lumia 625
Nokia	Nokia Lumia 710
Nokia	Nokia Lumia 720
Nokia	Nokia Lumia 800
Nokia	Nokia Lumia 820
Nokia	Nokia Lumia 822
Nokia	Nokia Lumia 900
Nokia	Nokia Lumia 920
Nokia	Nokia Lumia 925
Nokia	Nokia Lumia 928
Nokia	Nokia Lumia 1020
Nokia	Nokia Lumia 1520
OnePlus	Один
Samsung	Samsung Galaxy S Duos 2
Samsung	Samsung Galaxy Ace 2
Samsung	Samsung Galaxy Ace 3
Samsung	Samsung G350 Galaxy Core плюс
Samsung	Samsung Атив S
Samsung	Samsung Galaxy Chat
Samsung	Samsung Galaxy Exhilarate
Samsung	Samsung Галактика Экспресс
Samsung	Samsung G3815 Галактика Экспресс 2
Samsung	Samsung Galaxy Гранд
Samsung	Samsung Galaxy Гранд 2
Samsung	Samsung Галактика Мега
Samsung	Samsung Galaxy Музыка
Samsung	Samsung Galaxy Примечание
Samsung	Samsung Galaxy Note II
Samsung	Samsung Galaxy Note III
Samsung	Samsung Galaxy Карманный
Samsung	Samsung Galaxy Карманный Neo
Samsung	Samsung Galaxy Слава
Samsung	Samsung Galaxy S II Plus
Samsung	Samsung S7582 Galaxy S Duos 2
Samsung	Samsung Галактика S III
Samsung	Samsung Galaxy S III Mini
Samsung	Samsung Галактика S IV
Samsung	Samsung Galaxy S IV Активный
Samsung	Samsung Galaxy S IV duos ++
Samsung	Samsung Галактика S V
Samsung	Samsung Galaxy S реле 4G
Samsung	Samsung Галактика Xcover 2
Samsung	Samsung Галактика Win GT-I8552
Samsung	Samsung Omnia W
Samsung	Samsung S8600 волна III
Samsung	Samsung Фокус
Samsung	Samsung Galaxy Trend 7392
Samsung	Samsung S7580 Galaxy Trend Plus
Samsung	Samsung z
Sony Ericsson	Sony Ericsson Xperia active
Sony Ericsson	Sony Ericsson Xperia arc
Sony Ericsson	Sony Ericsson Xperia arc S
Sony Ericsson	Sony Ericsson Xperia neo
Sony Ericsson	Sony Ericsson Xperia neo V
Sony Ericsson	Sony Ericsson Xperia pro
Sony Ericsson	Sony Ericsson Xperia ray
Sony Ericsson	Sony Ericsson Xperia acro hd
Starmobile	Starmobile Navi
Sony	Sony Xperia acro HD
Sony	Sony Xperia acro S
Sony	Sony Xperia AX
Sony	Sony Xperia ion
Sony	Sony Xperia neo L
Sony	Sony Xperia S
Sony	Sony Xperia SL
Sony	Sony Xperia SP
Sony	Sony Xperia SX
Sony	Sony Xperia T
Sony	Sony Xperia TL
Sony	Sony Xperia TX
Sony	Sony Xperia V
Sony	Sony Xperia VL
Sony	Sony Xperia Z
Sony	Sony Xperia Z Ultra
Sony	Sony Xperia ZL
Sony	Sony Xperia ZR
Sony	Sony Xperia Z1
Sony	Sony Xperia Z2
Xiaomi	Телефон Xiaomi 2
Xiaomi	Телефон Xiaomi 2A
Xiaomi	Телефон Xiaomi 2S
Xiaomi	Телефон Xiaomi 3
ZTE	МТС 945

Как Карты Google используют ГЛОНАСС и GPS?

Google Maps и другие картографические приложения, такие как Nokia HERE Maps и Apple Maps, используют подключение для передачи данных для подключения к спутникам ГЛОНАСС и GPS. Современные смартфоны оснащены поддержкой A-GPS и A-GLONASS, которые предоставляют такие функции, как пошаговая навигация, отслеживание местоположения и информация о местоположении в реальном времени.

Что дальше после ГЛОНАСС и GPS?

• Европейский Союз в настоящее время работает над системой под названием GALILEO , которая обеспечивает высокоточную службу глобального позиционирования под гражданским контролем. Система Galileo состоит из 30 спутников (27 рабочих + 3 активных запасных), расположенных в трех круговых плоскостях средней околоземной орбиты на высоте 23 222 км над Землей и с наклоном орбитальных плоскостей 56 градусов к экватору.

• Китай разрабатывает собственную группировку из 35 спутников под названием BeiDou Navigation Satellite System и строится с января 2015 года. Она будет предлагать больше возможностей, чем нынешний GPS. В настоящее время он работает в Китае и Азиатско-Тихоокеанском регионе с использованием 11 спутников, а к 2020 году будет доступен во всем мире.

• IRNSS или Индийская региональная навигационная спутниковая система — это автономная спутниковая система, разрабатываемая ISRO (Индийская организация космических исследований) и предлагающая общественные услуги и ограниченные услуги (авторизованные пользователи, такие как военные).Эта система будет состоять из 7 спутников, 4 из которых уже выведены на орбиту. Ожидается, что проект будет сдан в эксплуатацию к 2016 году.

Если есть что сказать, не стесняйтесь оставлять комментарий под статьей.

Изображение предоставлено Wikipedia

Инновации: ГЛОНАСС — прошлое, настоящее и будущее: GPS World

Альтернатива и дополнение к GPS

Обзор истории программы ГЛОНАСС, ее текущего состояния и обзор планов на ближайшее будущее спутниковой группировки, ее навигационных сигналов и наземной сети поддержки.

Доступны английские версии документов по управлению интерфейсом CDMA ГЛОНАСС. См. Дополнительную информацию.

Ричард Лэнгли

12 октября 1982 года Советский Союз запустил первый спутник ГЛОНАСС. В ответ на разработку GPS или просто для того, чтобы удовлетворить потребность в системе с аналогичными возможностями для своих вооруженных сил, Советский Союз начал разработку Глобальной навигационной спутниковой системы или Глобальной навигационной спутниковой системы в 1976 году, всего через три года после этого. запуск программы GPS.Первый испытательный спутник под кодовым названием Космос 1413 сопровождался двумя фиктивными или балластными спутниками с той же приблизительной массой, поскольку Советский Союз уже планировал запустить три спутника ГЛОНАСС одновременно с помощью своих мощных ракет, чтобы сэкономить на затратах на запуск.

Но из-за неудачных запусков и характерно короткого срока службы спутников было запущено еще 70 спутников, прежде чем в начале 1996 года была создана полностью заполненная группировка из 24 функционирующих спутников (обеспечивающих полную работоспособность или FOC). К сожалению, полное созвездие просуществовало недолго. Экономические трудности России после распада Советского Союза нанесли ущерб ГЛОНАСС. Денег не было, и к 2002 году группировка сократилась до семи спутников, из которых только шесть были доступны во время операций по техническому обслуживанию! Но судьба России изменилась, и при поддержке российской иерархии ГЛОНАСС возродилась. Спутники-долгожители запускались по шесть в год, и медленно, но верно возвращалась целая группировка из 24 спутников.А 8 декабря 2011 года FOC снова был достигнут и впоследствии более или менее поддерживался — система даже иногда работала с запасными частями на орбите.

В то время как двухсистемные приемники GPS / ГЛОНАСС, предназначенные только для ГЛОНАСС и обзорные, существуют уже более десяти лет, производители обратили внимание на возрождение ГЛОНАСС и начали производить микросхемы и приемники с возможностью ГЛОНАСС для потребительского рынка. В 2011 году компания Garmin выпустила портативные приемники, поддерживающие как GPS, так и ГЛОНАСС. В том же году различные производители сотовых телефонов начали предлагать возможности ГЛОНАСС со своими встроенными модулями позиционирования.Первые приемники GPS / ГЛОНАСС проложили путь для приемников мульти-ГНСС, которые у нас есть сегодня, с их способностью отслеживать не только спутники GPS и ГЛОНАСС, но и спутники европейских систем Galileo и китайских BeiDou, а также японских Quasi- Zenith Satellite System (не говоря уже о спутниках спутниковых систем функционального дополнения).

Я задокументировал развитие ГЛОНАСС в этой колонке еще в июле 1997 года, а группа авторов из акционерного общества «Российские космические системы» обсуждала планы по модернизации ГЛОНАСС в статье, опубликованной в апреле 2011 года.Просрочено обновление. Итак, в этой статье я кратко рассмотрю историю программы ГЛОНАСС, остановлюсь на ее текущем состоянии и рассмотрю планы на ближайшее будущее спутниковой группировки, ее навигационных сигналов и наземной сети поддержки.

РАННИЙ ГОД, НАСТОЯЩИЙ ДЕНЬ

Во время холодной войны информации о ГЛОНАСС было мало. Помимо общих характеристик орбит спутников и частот, используемых для передачи навигационных сигналов, Министерство обороны Советского Союза мало что раскрыло.Однако исследования профессора Питера Дейли и его студентов из Университета Лидса предоставили некоторые подробности о структуре сигналов. С наступлением гласности и перестройки и, в конечном итоге, распада Советского Союза информация о ГЛОНАСС стала более доступной. В конце концов, русские выпустили Документ о контроле интерфейса (ICD). Этот документ, аналогичный по структуре пользовательским интерфейсам космического сегмента / навигации Navstar ICD-GPS-200, описывает систему, ее компоненты, а также структуру сигнала и навигационного сообщения, предназначенного для гражданского использования.Последняя его версия была опубликована в 2016 году, но пока она общедоступна только на русском языке.

Спутники и сигналы. На данный момент запущено шесть моделей спутников ГЛОНАСС (также известных как «Ураган», русское название «Ураган»). Россия (на самом деле бывший Советский Союз) запустила первые 10 спутников, получивших название Block I, в период с октября 1982 года по май 1985 года. Она запустила шесть спутников Block IIa в период с мая 1985 года по сентябрь 1986 года и 12 спутников Block IIb в период с апреля 1987 года по май 1988 года. из них шесть были потеряны из-за отказов ракеты-носителя.Четвертой моделью был Блок IIv (v — английская транслитерация третьей буквы русского алфавита). К концу 2005 года русские развернули 60 Block IIv. Каждое последующее поколение спутников содержало усовершенствования оборудования, а также увеличивало срок службы.

Прототип спутника ГЛОНАСС-М (модернизированный) был запущен 1 декабря 2001 года вместе с двумя блоками IIv с первыми двумя производственными спутниками ГЛОНАСС-М, включенными в тройку запусков 10 декабря 2003 года и 10 декабря 2003 года.26, 2004. Два спутника ГЛОНАСС-М были включены в тройной запуск 25 декабря 2005 года. Новый дизайн предлагал множество улучшений, включая улучшенную бортовую электронику, более длительный срок службы, гражданский сигнал L2 и улучшенное навигационное сообщение. Как и в более ранних версиях, на космическом корабле ГЛОНАСС-М по-прежнему использовался герметичный герметичный цилиндр для электроники.

РИСУНОК 1. Изображение от Reshetnev Information Satellite Systems, производителя спутников ГЛОНАСС, на праздновании 35-летия запуска первого спутника ГЛОНАСС в 1982 году («35 лет служения миру»).

Все спутники ГЛОНАСС, запущенные с декабря 2005 г., являются спутниками ГЛОНАСС-М, за исключением двух спутников ГЛОНАСС-К1 (иногда называемых просто ГЛОНАСС-К), запущенных 26 февраля 2011 г. и 30 ноября 2014 г. ГЛОНАСС -Спутники K1 заметно отличаются от своих предшественников. Они легче, имеют негерметичный корпус (аналогичный корпусу спутников GPS), имеют улучшенную стабильность часов и более длительный, 10-летний расчетный срок службы. Они также впервые включают в себя сигналы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) на третьей частоте, сопровождающие унаследованные сигналы множественного доступа с частотным разделением каналов (я их вскоре расскажу). Все спутники ГЛОНАСС были произведены акционерным обществом «Информационные спутниковые системы им. Решетнёва», расположенным в Железногорске недалеко от Красноярска в Центральной Сибири и названном в честь основателя генерального директора и главного конструктора Михаила Федоровича Решетнева. Компания Решетнева ранее называлась Научно-производственным объединением прикладной механики (Научно производственное объединение прикладной механики или НПО ПМ). Государственная корпорация по космической деятельности Роскосмоса (ранее Федеральное космическое агентство), широко известная как Роскосмос, является государственным органом, отвечающим за ГЛОНАСС.

РИСУНОК 1 включает в себя изображения художников начальных спутников ГЛОНАСС, ГЛОНАСС-М и ГЛОНАСС-К1.

Спутниковые орбиты

ГЛОНАСС расположены в трех плоскостях, отделенных друг от друга по прямому восхождению восходящего узла на 120 градусов, по восемь спутников в каждой плоскости. Спутники в одной плоскости расположены на равном расстоянии друг от друга по аргументу широты на 45 градусов. Спутники в прилегающих плоскостях смещены по аргументу широты на 15 градусов. Спутники выводятся на условно круговые орбиты с наклоном цели 64.8 градусов и большая полуось примерно 25 510 километров, что дает им период обращения около 675,8 минут. Эти спутники имеют наземные треки, которые повторяются каждые 17 витков или восемь звездных дней. Плоскости орбиты ГЛОНАСС пронумерованы 1–3 и содержат орбитальные щели 1–8, 9–16 и 17–24 соответственно.

РИСУНОК 2 показывает состояние группировки на 17 октября 2017 г. Номер орбитального слота (также называемый слотом альманаха) и частотный канал (обсуждается ниже) указаны в скобках.Недавно запущенная система ГЛОНАСС 752 была запущена 16 октября 2017 года, в результате чего группировка из 24 спутников была полностью готова к работе. Все спутники являются стандартными спутниками ГЛОНАСС-М, за исключением ГЛОНАСС 755, который включает в себя передатчик для новой третьей частоты, и ГЛОНАСС 701К и 702К. Эти два последних — спутники ГЛОНАСС-К1, из которых 702К работают, а 701К проходит летные испытания. Буква K не является частью официального номера ГЛОНАСС, но была добавлена ​​во избежание двусмысленности. Спутник ГЛОНАСС-М запущен 7 декабря.10, 2003, также назывался ГЛОНАСС 701. Аналогичным образом Международная служба ГНСС (IGS) называет ГЛОНАСС 701К и 702К как 801 и 802 соответственно. IGS также обозначает ГЛОНАСС 751 как ГЛОНАСС 851, чтобы избежать путаницы с Космосом 2080, спутником ГЛОНАСС-IIv, запущенным 19 мая 1990 года, также называемым ГЛОНАСС 751. И он обозначает ГЛОНАСС 753 как ГЛОНАСС 853, чтобы предотвратить путаницу с Космосом 2140, ГЛОНАСС. Спутник IIv запущен 14 апреля 1991 года, также называется ГЛОНАСС 751.

РИСУНОК 2.Состояние группировки ГЛОНАСС на 17 октября 2017 года. Зеленый квадрат указывает местоположение исправного спутника, а оранжевый — тестового спутника. В скобках указаны номера орбитальных слотов и частотные каналы.

Спутники традиционно запускаются по три одновременно ракетами-носителями «Протон» с космодрома Байконур недалеко от Ленинска в Казахстане. Однако, начиная с запуска первого спутника ГЛОНАСС-К1, несколько спутников ГЛОНАСС были запущены по отдельности на ракетах «Союз» с космодрома Плесецк к северу от Москвы.

В отличие от GPS и других GNSS, ГЛОНАСС использует FDMA, а не CDMA для своих традиционных сигналов. Первоначально система передавала сигналы в двух диапазонах: L1, 1602,0–1615,5 МГц, и L2, 1246,0–1256,5 МГц, на частотах, разнесенных на 0,5625 МГц на L1 и на 0,4375 МГц на L2:

.

L 1 _k = 1602. + 0,5625 k (МГц)

L 2 _k = 1246. + 0,4375 k (МГц)

В этой схеме предусмотрено 25 каналов, так что каждому спутнику в полной группировке из 24 спутников может быть назначена уникальная частота (с оставшимся каналом, зарезервированным для тестирования).Некоторые из передач ГЛОНАСС первоначально вызывали помехи для радиоастрономов, которые изучают очень слабые естественные радиоизлучения в районе частот ГЛОНАСС. Радиоастрономы используют полосы частот 1610,6–1613,8 и 1660–1670 МГц для наблюдения за спектральными излучениями облаков гидроксильных радикалов в межзвездном пространстве, и Международный союз электросвязи (МСЭ) предоставил им статус основных пользователей этого пространства спектра. Кроме того, МСЭ выделил полосу частот 1610–1626,5 МГц операторам низкоорбитальных спутников мобильной связи.В результате руководство ГЛОНАСС приняло решение сократить количество частот, используемых спутниками, и сместить полосы на несколько более низкие частоты.

В настоящее время система использует только 14 каналов первичной частоты со значениями k в диапазоне от –7 до +6, включая два канала для целей тестирования (в настоящее время –5 и –6). (Канал +7 также использовался в прошлом для целей тестирования.) Как 24 спутника могут работать только с 14 каналами? Решение состоит в том, чтобы противоположные спутники — спутники в одной плоскости орбиты, разделенные аргументом широты на 180 градусов, — использовали один и тот же канал. Такой подход вполне осуществим, поскольку пользователь в любом месте на Земле никогда не будет одновременно получать сигналы от такой пары спутников. Переход на новые частотные присвоения начался в сентябре 1993 года.

Как и унаследованные сигналы GPS, сигналы ГЛОНАСС включают два кода дальности псевдослучайного шума (PRN): ST (для стандартной точности или стандартной точности) и VT (для высокой точности или высокой точности), аналогично GPS C / A- и P- коды, соответственно (но с половинной скоростью кодирования), модулированные на несущие L1 и L2.

Как и GPS, ГЛОНАСС передает код высокой точности как на L1, так и на L2. Но, в отличие от спутников GPS, код ГЛОНАСС стандартной точности также передавался на частотах L2, начиная со спутников ГЛОНАСС-М. (Отдельный гражданский код, L2C, был добавлен к сигналу L2 GPS, передаваемому блоком IIR-M и последующими спутниками.) ST-код ГЛОНАСС имеет длину 511 чипов со скоростью 511 килочипов в секунду, что дает интервал повторения 1 миллисекунда. Длина VT-кода составляет 33 554 432 чипа со скоростью 5.11 мегачипов в секунду. Кодовая последовательность усекается, чтобы обеспечить интервал повторения в 1 секунду. В отличие от спутников GPS, все спутники ГЛОНАСС передают одни и те же коды. Они получают синхронизацию сигналов и частоты от одного из встроенных атомных стандартов частоты (AFS), работающих на частоте 5 МГц. Спутники различных серий ГЛОНАСС, начиная с Блока II и заканчивая серией ГЛОНАСС-М, имеют по три цезиевых АСПО на каждом спутнике. Передаваемые сигналы имеют правую круговую поляризацию, как сигналы GPS, и имеют сопоставимые уровни сигнала.

Навигационное сообщение. Подобно GPS и другим GNSS, сигналы ГЛОНАСС также содержат навигационные сообщения, содержащие информацию об орбите спутника, часы и другую информацию. Отдельные навигационные сообщения со скоростью 50 бит в секунду добавляются по модулю 2 к кодам ST и VT. Сообщение с кодом ST включает в себя эпоху спутниковых часов и отклонения скорости от системного времени ГЛОНАСС; эфемериды спутника, заданные в виде векторов положения, скорости и ускорения спутника в опорный период; и дополнительная информация, такая как биты синхронизации, возраст данных, состояние спутника, смещение системного времени ГЛОНАСС от всемирного координированного времени (UTC), которое поддерживается Национальным институтом метрологии Российской Федерации UTC (SU) в рамках Государственной службы времени и частоты. , а также альманахи (приблизительные эфемериды) всех остальных спутников ГЛОНАСС.Обратите внимание, что, в отличие от системного времени GPS, например, системное время ГЛОНАСС не имеет целочисленного смещения от всемирного координированного времени, и поэтому скачки секунды координации добавляются к системному времени ГЛОНАСС одновременно с теми, которые добавляются к всемирному координированному времени. Однако обратите внимание, что системное время ГЛОНАСС смещено на постоянные три часа, чтобы соответствовать московскому стандартному времени (MSK, сокращение от Moscow).

Полное сообщение длится 2,5 минуты и непрерывно повторяется между обновлениями эфемерид (номинально каждые 30 минут), но информация об эфемеридах и часах повторяется каждые 30 секунд.

Власти ГЛОНАСС не публиковали, по крайней мере, публично, детали навигационного сообщения с кодом VT. Однако известно, что полное сообщение занимает 12 минут и что информация об эфемеридах и часах повторяется каждые 10 секунд.

Геодезическая система. Эфемериды ГЛОНАСС привязаны к геодезической системе «Параметры Земли 1990» (ПЗ-90 или, в английском переводе, Параметры Земли 1990, ПЭ-90). ПЗ-90 заменил советскую геодезическую систему 1985 года, SGS 85, которая использовалась ГЛОНАСС до 1993 года.PZ-90 — это наземная система отсчета, система координат которой определена таким же образом, как и международная наземная система отсчета (ITRF). Первоначальная реализация ПЗ-90 имела точность один-два метра.

Однако, чтобы приблизить систему к ITRF (и геодезической системе координат GPS WGS 84), были выполнены два обновления PZ-90. Первое обновление, результатом которого стал PZ-90.02 (относится к 2002 г.), было принято для работы ГЛОНАСС 20 сентября 2007 г. и приблизило кадр широковещательных орбит (и, следовательно, полученные координаты приемника) к ITRF и WGS 84.Другая реализация, ПЗ-90.11, принятая на вооружение 31 декабря 2013 г., как сообщается, снизила различия до субсантиметрового уровня.

В ТАБЛИЦЕ 1 перечислены определяющие константы и параметры PZ-90.

ТАБЛИЦА 1. Основные геодезические постоянные и некоторые параметры геодезической системы ПЗ-90 в системе ГЛОНАСС.

Новые спутники ГЛОНАСС-К передают дополнительные сигналы. ГЛОНАСС-К1 передает сигнал CDMA на новой частоте L3 (1202,025 МГц), а ГЛОНАСС-К2, кроме того, будет передавать сигналы CDMA на частотах L1 и L2.

РИСУНОК 3. Решетка круглых отражателей на спутнике ГЛОНАСС-К1, окружающая внутренние элементы антенны навигационного сигнала. Фото из Информационных спутниковых систем имени Решетнева.

Контрольный сегмент . Подобно GPS и другим GNSS, ГЛОНАСС требует сети наземных станций для мониторинга и обслуживания спутниковой группировки, а также для определения орбит спутников и поведения их действующих AFS. Сеть слежения использует станции только на территории бывшего Советского Союза, дополненные станциями спутниковой лазерной локации, чтобы помочь в определении орбиты, поскольку все спутники ГЛОНАСС содержат лазерные отражатели (см. РИСУНОК 3).

Наличие неглобальной сети станций слежения для определения спутниковых орбит и поведения AFS приводит к слегка ухудшенной ошибке дальности сигнала ГЛОНАСС в пространстве (SISRE). Недавно за рубежом был создан ряд станций слежения в связи с разработкой российской спутниковой системы функционального дополнения (SBAS), Системы дифференциальной коррекции и мониторинга (SDCM). SDCM будет работать аналогично Wide Area Augmentation System или WAAS, U.S. SBAS и другие находящиеся в эксплуатации SBAS. Добавление к сети слежения зарубежных станций SDCM, которая уже включает станции в Антарктиде и Южной Америке, и прибывают новые станции, может помочь улучшить SISRE. Роскосмос также использует глобальную сеть IGS и других станций слежения для мониторинга состояния группировки ГЛОНАСС (см. РИСУНОК 4).

РИСУНОК 4. Глобальная спутниковая сеть мониторинга состояния ГЛОНАСС Роскосмоса с 22 станциями передачи сообщений 18 октября 2017 г., с 13:00 до 14:00 мск.

Производительность. SISRE с годами улучшился и в настоящее время находится на уровне примерно от 1 до 2 метров. Частично это связано с лучшими характеристиками бортовых AFS, которыми оснащены новейшие спутники ГЛОНАСС-М по сравнению с первыми спутниками ГЛОНАСС-М. Их относительная однодневная стабильность улучшилась с 10-13 до 2,4 × 10-14. РИСУНОК 5 показывает временной ряд последних значений SISRE, определенных Информационно-аналитическим центром позиционирования, навигации и синхронизации.Эти уровни ошибок могут привести к ошибкам позиционирования на основе псевдодальности с использованием широковещательных орбит и часов ГЛОНАСС примерно в два раза хуже, чем те, которые обеспечивает GPS — хотя в любой данный момент на точность позиционирования также влияют атмосферные эффекты и многолучевость, а это может преобладают над ошибками сигнала в пространстве.

РИСУНОК 5. Суточная среднеквадратичная ошибка дальности космического сигнала ГЛОНАСС в метрах, определенная Информационно-аналитическим центром позиционирования, навигации и хронометража.

Гораздо более высокая точность позиционирования может быть получена с использованием орбит и часов ГЛОНАСС, предоставляемых IGS и участвующими в ней аналитическими центрами. Это особенно верно, если измерения фазы несущей используются вместо или в качестве дополнения к измерениям псевдодальности. Комбинация должным образом взвешенных измерений GPS и ГЛОНАСС оказалась полезной с точки зрения доступности, точности и эффективности, особенно для высокоточного позиционирования, выполняемого с использованием кинематики в реальном времени или подхода RTK.Кроме того, метод точного позиционирования точки (PPP), основанный на двухчастотных измерениях фазы несущей в реальном времени или на постобработке с точными эфемеридами спутников и данными часов, продемонстрировал, что кинематическая точность на уровне дециметра возможна с использованием данных ГЛОНАСС или Данные ГЛОНАСС в сочетании с данными GPS. Статические решения PPP только для ГЛОНАСС за 24 часа достигли точности на миллиметровом уровне.

Пользователей. Первоначальное освоение ГЛОНАСС гражданскими и военными пользователями в бывшем Советском Союзе, а затем и в России, не говоря уже о других странах, было минимальным.Прототипы приемников только для ГЛОНАСС были разработаны для военных, а зарубежные приемники GPS / ГЛОНАСС были разработаны несколькими производителями для научных и других передовых приложений. IGS добавила в свою сеть набор приемников слежения за ГЛОНАСС в 1998 году и с тех пор постоянно увеличивала количество таких приемников. Однако потребительское использование ГЛОНАСС как в России, так и за ее пределами стало только недавно, когда были разработаны чипсеты только для ГЛОНАСС и комбинированные наборы микросхем GPS / ГЛОНАСС. Такие чипсеты теперь используются во многих мобильных телефонах, а также в портативных приемниках GNSS и автомобильных навигационных устройствах.

НОВЫЕ И УЛУЧШЕННЫЕ

Как упоминалось ранее, спутники ГЛОНАСС-K1 включают сигнал CDMA, сопровождающий унаследованные сигналы FDMA на новой частоте L3 1202,025 МГц. Скорость передачи кода ранжирования для сигнала CDMA составляет 10,23 мегахипа в секунду с периодом 1 миллисекунда. Он модулируется на несущей с использованием квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) с синфазным каналом данных и квадратурным пилотным каналом. Набор возможных кодов ранжирования состоит из 31 усеченной последовательности Касами.(Последовательности Касами, представленные Тадао Касами, известным японским теоретиком информации, представляют собой двоичные последовательности длиной 2m — 1, где m — четное целое число. Эти последовательности имеют хорошие значения взаимной корреляции, приближающиеся к теоретической нижней границе. Коды Голда, используемые в GPS являются частным случаем кодов Касами.) Полная длина этих последовательностей составляет 214 — 1 = 16 383 символа, но код ранжирования усечен до длины N = 10230 с периодом в 1 миллисекунду.

Соответствующие символы навигационного сообщения передаются со скоростью 100 бит в секунду с половинной скоростью сверточного кодирования. Так называемый суперкадр навигационного сообщения (длительностью 2 минуты) будет состоять из 8 навигационных кадров (NF) для 24 обычных спутников на первом этапе модернизации ГЛОНАСС и 10 NF (продолжительностью 2,5 минуты) для 30 спутников в будущем. Каждая НФ (продолжительностью 15 секунд) включает 5 струн (по 3 секунды каждая). Каждая национальная федерация имеет полный набор эфемерид для текущего спутника и часть системного альманаха для трех спутников. Полный системный альманах транслируется в одном суперкадре.

Более легкие, негерметичные спутники K1 содержат два цезиевых и два рубидиевых АПН.Сообщается, что относительная суточная стабильность одного из рубидиевых AFS на спутнике K1 составляет 4 × 10-14. В результате SISRE для этого спутника составляет около 1 метра. Планируется добавить сигнал CDMA в L2 на будущих версиях спутников K1, получивших название K1 + (см. Ниже).

Спутники ГЛОНАСС-К2. Эти спутники будут тяжелее, чем спутники K1 и K1 +, с более широкими возможностями, включая сигнал CDMA на частоте GPS / Galileo L1 / E1. На МКС им. Решетнева сначала будут построены два спутника К2, а затем начнется серийное производство.Планировалось, что перейти на спутники K2 гораздо раньше, запустив только два спутника K1, которые сейчас находятся на орбите. Но, видимо, планы изменились из-за санкций, ограничивающих поставки радиационно-стойких электронных компонентов с Запада.

Теперь на ИСС им. Решетнева будут построены еще девять спутников ГЛОНАСС-К1. Неясно, сколько из них может относиться к разновидности K1 +. Спутники ГЛОНАСС-К1 теперь будут переходными спутниками между существующими спутниками ГЛОНАСС-М (включая полдюжины или около того, которые были изготовлены и хранятся на земле для будущего запуска по мере необходимости) и будущими спутниками ГЛОНАСС-К2.

На одном из первых спутников K2 будет установлен пассивный водородный мазер (PHM) AFS. PHM разрабатывался около десяти лет, и многолетние наземные испытания показали надежность и однодневную стабильность 5 × 10-15. Ожидается, что он внесет свой вклад в будущую 0,3-метровую SISRE.

Согласно недавнему отчету, спутники ГЛОНАСС-К2 начнут летные испытания в 2018 году, а серийное производство спутников ГЛОНАСС-К2 начнется в период 2019–2020 годов.

Улучшенные сети слежения. О разработке SDCM и связанной с ней сети слежения уже упоминалось. Станции сети SDCM оснащены комбинированными двухчастотными приемниками GPS / ГЛОНАСС, водородными мазерными атомными часами и прямыми линиями связи для передачи данных в реальном времени. Как упоминалось ранее, власти ГЛОНАСС изучают, может ли дополнительное использование станций SDCM для определения орбиты и часов ГЛОНАСС значительно повысить точность данных вещания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

GPS, самая старая GNSS, продолжает модернизироваться и скоро запустит первый спутник Block III или GPS III.Спутники GPS Block IIR-M и Block IIF уже передают новые сигналы. Galileo с самого начала запускает современные спутники, а BeiDou собирается начать запуск оперативной версии своих спутников BeiDou-3. ГЛОНАСС нельзя отставать. Она предоставляет полезные услуги позиционирования, навигации и хронометража, по крайней мере, с 1996 года. Хотя временами уровень обслуживания опускался ниже приемлемого уровня, теперь это надежная система, и с объявленными улучшениями она станет соперником в будущем мире многоцелевых систем. GNSS.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЧТЕНИЕ

«Обновление программы ГЛОНАСС» И. Ревнивых, представленное на 11-м заседании Международного комитета по глобальным навигационным спутниковым системам, Сочи, Россия, 6–11 ноября 2016 г.

• Подробное описание ГЛОНАСС

«ГЛОНАСС» С. Ревнивых, А. Болкунова, А. Сердюкова и О. Монтенбрука, Глава 8 в Справочнике глобальных навигационных спутниковых систем Springer , под редакцией П.Дж.Г. Тойниссен и О.Montenbruck, опубликовано Springer International Publishing AG, Чам, Швейцария, 2017 г.

• Официальные сайты ГЛОНАСС

Информационно-аналитический центр позиционирования, навигации и синхронизации

Российская система дифференциальной коррекции и мониторинга

• Документы по управлению интерфейсом ГЛОНАСС

Документ управления интерфейсом ГЛОНАСС, навигационный радиосигнал в диапазонах L1, L2 , редакция 5. 1, Российский институт космического приборостроения, Москва, 2008.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Общее описание системы сигналов множественного доступа с кодовым разделением каналов , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ управления интерфейсом ГЛОНАСС, Навигационный сигнал открытой службы множественного доступа с кодовым разделением каналов в полосе частот L1 , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Навигационный сигнал открытой службы множественного доступа с кодовым разделением каналов в полосе частот L2 , издание 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, открытый сервисный навигационный сигнал множественного доступа с кодовым разделением в полосе частот L3 , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Система дифференциальной коррекции и контроля Интерфейсный документ, радиосигналы и структура цифровых данных глобальной системы дополнения ГЛОНАСС, Система дифференциальной коррекции и мониторинга, Издание 1, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2012.

• Ранее GPS World Статьи по ГЛОНАСС

«ГЛОНАСС: разработка стратегий на будущее» Ю. Урличича, В. Субботина, Г. Ступака, В. Дворкина, А. Поваляева и С. Карутина в книге GPS World , Vol. 22, № 4, апрель 2011 г., стр. 42–49.

«GPS, ГЛОНАСС и многое другое: обработка множественных созвездий в международной службе GNSS» Т. Спрингера и Р. Даха в GPS World , Vol. 21, № 6, июнь 2010 г., стр. 48–58.

«Будущее уже наступило: GPS + ГЛОНАСС + SBAS = GNSS» Л. Ваннингера в книге GPS World , Vol. 19, № 7, июль 2008 г., стр. 42–48.

«ГЛОНАСС: обзор и обновление» Р.Б. Лэнгли в книге GPS World , Vol. 8, No. 7, июль 1997 г., стр. 46–50. Поправка: GPS World , Vol. 8, No. 9, сентябрь 1997 г., стр. 71. Доступно на линии:

«Космический корабль ГЛОНАСС» Н.Л. Джонсон в GPS World , Vol. 5, № 11, ноябрь 1994 г., стр. 51–58.

Третий ГЛОНАСС-К — первый за шесть лет — будет запущен в октябре — Внутри ГНСС

Запуск спутника К нового поколения группировки ГЛОНАСС запланирован на октябрь, сообщил генеральный директор компании «Решетневские информационные спутниковые системы» Николай Тестоедов. .Точную дату установит госкомиссия.

Разработанный МКС им. Решетнева и впервые запущенный в феврале 2011 года, спутник К третьего поколения является существенным улучшением по сравнению с предыдущими космическими аппаратами второго поколения ГЛОНАСС-М, с более длительным сроком службы и большей точностью.

В ноябре 2014 года на орбиту был выведен второй и предположительно последний опытный спутник ГЛОНАСС-К1. Вскоре после этого Тестадоев заявил, что из-за западных санкций, ограничивающих поставки радиационно-стойкой электроники, Россия решила запустить девять дополнительных ГЛОНАСС-К1 в качестве замены флота при завершении проектирования ГЛОНАСС-К2.Однако все спутники, запущенные с тех пор, были более старой конструкции M.

МКС Решетнев в настоящее время производит девять спутников Глонасс-К, а также космические аппараты Глонасс-К2 и ведет опытно-конструкторские работы по модификации ГЛОНАСС-К2. Также начинается работа над ГЛОНАСС-ВКК (высокоэллиптическая космическая система) в рамках новой программы, которая будет действовать в 2020-2030 годах, добавил Тестоедов.

В ближайшие годы в России появятся версии ГЛОНАСС-К2, полностью изготовленные из отечественных электронных компонентов, сказал Тестоедов.В 2014 году, когда США наложили экспортные санкции на Россию, спутники ГЛОНАСС наполовину были изготовлены из импортных электронных компонентов — 85% из импортированных были произведены в США.

«Мы принимаем меры для того, чтобы доля импортируемых электронных компонентов упала с От 50%, как было в 2014 году, до 12% к 2025 году (это либо имеющиеся, либо закупленные компоненты), а с 2026 года спутники Глонасс-К2 будут летать на 100% российской компонентной базе », — сказал Тестоедов.

ГЛОНАСС-К — первый негерметичный спутник ГЛОНАСС: его компоненты могут работать в вакууме.За счет этого масса спутника была существенно уменьшена. Срок службы нового спутника составляет 10 лет, что на три года больше, чем у ГЛОНАСС-М.

ГЛОНАСС-К будет передавать унаследованные сигналы FDMA, 2 военных и 2 гражданских, в диапазонах L1 и L2, а дополнительные гражданские сигналы CDMA будут передаваться в диапазонах L1, L2, L3 и L5, обеспечивая взаимодействие с Galileo и GPS. .

Установка наземной станции в Бразилии

Новая базовая станция ГЛОНАСС начнет работу в Белене, штат Пара в Бразилии.«Это седьмая не запрашиваемая измерительная станция в структуре зарубежного сегмента сети измерительных станций ГЛОНАСС, создаваемая« Прецизионными приборостроительными системами »в рамках опытно-конструкторских работ« Сигнал », — говорится в сообщении Роскосмоса.

Измерительная станция системы СМ-Глонасс предназначена для постоянного контроля сигналов навигационных систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo, Компас и QZSS. Станция также необходима для контроля параметров надежности навигационных сигналов ГЛОНАСС.

Пятая не запрашиваемая измерительная станция спутниковой навигационной системы «Глонасс» должна была начать свою работу в Бразилии в конце этого года, на севере страны. Две станции были установлены в Ресифи (столица северо-восточного штата Бразилии Пернамбуку) и Санта-Мария (в южном штате Риу-Гранди-ду-Сул). В Федеральном университете Рио-де-Жанейро работают две станции разного типа. Помимо выполнения своей основной задачи, они также могут использоваться бразильскими учеными для собственных исследований.

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 основных различиях между этими тремя навигационными системами.

GPS, ГЛОНАСС и Galileo — это глобальные навигационные спутниковые системы. Между ними есть несколько различий, например, 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 несовершенство:>)

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 Федеральная комиссия связи требует, чтобы все приемники, которые используют неамериканские сигналы, были лицензированы.Странно то, что миллионы производителей продают нелицензионные устройства с ГЛОНАСС, поэтому, 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 обнаружить.

О 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 работающих 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 позиционирования. 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 системы спутниковой навигации.Помните, что долгое время GPS 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 их телефон принимает 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 системе ГЛОНАСС

ГЛОНАСС — это GLObal NAvigation Satellite System , 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 готова к эксплуатации 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 этой 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, если она будет конкурировать с уже установленной системой, которую все использовали.

Во многом GPS и ГЛОНАСС — это практически одно и то же.Спутники ГЛОНАСС находятся на высоте 11 890 миль, что всего на 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 реальном мире это абсолютно ничего не значит. Единственное, что может вам пригодиться, — это то, что спутники ГЛОНАСС предлагают точность с диапазоном точности 4.5-7 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, проект разрабатывается Европейским Союзом . Важно отметить, что к концу 2020 года предполагается, что Galileo будет полностью введена в эксплуатацию с 30 спутниками в созвездии.Предполагается, что из этих 30 спутников 24 будут полностью работоспособными, а остальные 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 заработала только в 2016 году.

Спутники 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 оборот.7 оборотов за 24 часа.

Основная цель Galileo — предоставить высокоточную систему позиционирования, 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 точность определения местоположения на расстоянии до 1 метра, что довольно впечатляет.

Европейские спутники также предлагают услуги определения местоположения 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, а на — 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 Соединенных Штатах с конца 2018 года, но сможете ли вы использовать его, 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 нескольких 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 в использовании комбинации двух спутниковых систем.Когда вы используете только GPS, ваше устройство может выбирать между 30 различными спутниками для определения вашего сигнала. 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 позиционирования. 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 быть быстрее и точнее .

ГЛОНАСС обычно более точен в горных регионах, в то время как Galileo предлагает 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, вы должны убедиться, что ваше устройство позволяет это. И это особенно верно, если вы хотите проверить точность спутников Galileo — устройства, которые были произведены до 2016 года, скорее всего, не смогут принимать сигналы с европейских спутников.

GNSS на практике

Хотите проверить точность спутников Galileo? Что ж, вполне вероятно, что ваш телефон уже использует Galileo для определения вашего местоположения. Новые смартфоны оснащены мульти-GNSS-чипами, которые способны принимать сигналы от большинства спутников. Вы можете легко проверить это, загрузив приложение GPSTest — дайте ему поработать около минуты, и вы увидите полный список спутников, с которых ваш телефон принимает сигналы.

Если говорить о надежных уличных часах или устройствах Garmin GPSMap, все обстоит немного иначе. Я использую здесь Garmin в качестве примера, потому что это самая популярная компания в области навигации, говорим ли мы об автомобилях или о пеших прогулках. Их устройства обычно имеют возможность включить либо ГЛОНАСС, либо 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 строго 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 в случае отказа одной из других систем.

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 регионах и на более высоких широтах, в то время как Galileo повышает точность в городских условиях.

Надеюсь, что ответит на все 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!

Спутники и сигналы 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 обеспечивала бы точность 100 метров с намеренно ухудшенным стандартным сигналом C / A и точностью от 10 до 20 метров с помощью P сигналы доступны исключительно для военных. 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 GPS L1

Источник: GPS для геодезистов

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 приходят 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 и той же 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 высокую автокорреляцию и низкую взаимную корреляцию. Высокая автокорреляция способствует эффективному расширению спектра и восстановлению уникального кода, исходящего от конкретного спутника, что включает в себя сопоставление его с кодом PRN, доступным для этого спутника внутри приемника. Низкая взаимная корреляция означает, что процессу автокорреляции для сигнала конкретного спутника не будет мешать какой-либо из сигналов другого спутника, которые поступают от остальной части созвездия в то же время.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 на иллюстрацию: -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 кодовой микросхемы ГЛОНАСС L1 составляет 0,511 МГц — 3135,03 цикла L1 / стандартная микросхема и точная длина 5,11 МГц — 313,503 цикла L1 / микросхема. На уровне L2 они составляют 0,511 МГц — 2438,36 циклов L2 / чип в стандарте и точные 5,11 МГц — 243,836 циклов L2 / чип. Очевидно, что точный код будет быстрее. На L2 они стандартны 0,511 МГц и точны 511 МГц — разумеется, тем быстрее, чем точнее код. И, конечно, 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 тестироваться в системе ГЛОНАСС, начиная с поколения спутников ГЛОНАСС-К.Фактически, с момента своего запуска в феврале 2011 года спутник «Ураган К» или ГЛОНАСС-К транслирует 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 рассчитаны на 10 лет и несут гражданский сигнал CDMA в диапазоне L3 на частоте 1205 МГц.Модернизированный спутник ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-КМ) мог передавать традиционные 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 равным 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 числа 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 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 могло бы 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 одну и 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.

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 20200 км

Галилео

• 3 орбитальных самолета
• 27 спутников + 3 запасных
• Угол наклона 56 градусов
• высота 23616 км

ГЛОНАСС

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

Beidou

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

Источник: GPS для геодезистов

Это может быть немного неожиданно, но многие планы по изменению GPS как практической полезности 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. Вполне 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 результатов GNSS является существенное увеличение доступной группировки спутников; чем больше сигналов доступно для позиционирования и навигации, тем лучше. Идея заключается 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 аналогична. GPS посередине и Галилео несколько выше и ГЛОНАСС несколько ниже. У Beidou есть один самолет выше остальных на 38 300 км для их наклонной геосинхронной 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 создана в 1993 году. Как и NGS, IGS также предоставляет данные CORS. Однако он имеет глобальный охват.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 глобального позиционирования иллюстрируется изменением названия Международной службы GPS на Международную службу GNSS, IGS.

Галилео Спутник

Реальные тесты приводов

объявляют вердикт по GPS / ГЛОНАСС

Загрузите эту статью в формате.Формат PDF

В США Глобальная система позиционирования (GPS) — глобальная спутниковая навигационная система — является синонимом определения местоположения и определения местоположения и стала важным инструментом в бизнес-приложениях и приложениях для потребителей. Однако американская система GPS — не единственное облако в навигационном небе. Компании, которые разрабатывают продукты слежения, телематику и другие устройства M2M с поддержкой GPS, должны знать о Глобальной навигационной спутниковой системе (ГЛОНАСС) российского правительства. Почему ГЛОНАСС имеет значение и что он предлагает?

Орбиты спутников ГЛОНАСС подходят для этой системы для высоких широт (север или юг), где получение сигнала GPS может быть проблематичным.Однако это не означает, что ГЛОНАСС должен заменить GPS. Вместо этого разработчикам беспроводных устройств было бы разумно рассмотреть возможность использования приемников и антенн, которые принимают и обрабатывают сигналы как от группировок GPS, так и от ГЛОНАСС. Теоретическое преимущество — гораздо более высокая производительность при большей и стабильной точности.

Чтобы определить чувствительность GPS и ГЛОНАСС, исследователи из Taoglas (www.taoglas.com) в октябре 2012 года провели тест с различными одно- (только GPS) и двухсистемными (GPS + ГЛОНАСС) антеннами при движении по двум маршрутам в Сан-Диего, Калифорния. Один из них был испытанием беспрепятственного неба на острове Фиеста; другой был протестирован в условиях городского каньона в центре Сан-Диего. Результаты, обсуждаемые ниже, подтвердили многие ожидания относительно преимуществ использования обеих спутниковых систем и выявили несколько сюрпризов.

ГЛОНАСС в сравнении с GPS

Система GPS ВВС США, используемая гражданскими лицами, существует примерно дольше, чем российская система, но полностью заработала только в 1990-х годах. В настоящее время на орбите Земли вращается 30 спутников GPS, при этом «созвездие» из 24 спутников работает в любой момент времени, чтобы обеспечить полное глобальное покрытие.Чтобы использовать GPS, приемник должен находиться в зоне видимости спутников, что может быть проблематичным, если они заблокированы зданиями, горами и другими объектами. [1]

ГЛОНАСС находится в ведении Воздушно-космических сил России. Хотя разработка началась в середине 1970-х годов, полностью орбитальная группировка из 24 спутников была создана совсем недавно. Россияне вложили огромные средства в совершенствование своих технологий: спутник новейшей конструкции, ГЛОНАСС-К, является более совершенным, легче и оснащен более длительный срок службы и большая точность, чем у спутников ГЛОНАСС-М предыдущего поколения.

Два лучше, чем один

ГЛОНАСС может стать альтернативой или дополнением GPS. С точки зрения точности последний подход дает наилучшие результаты. Использование двойных приемников и антенн GPS / ГЛОНАСС ускоряет время для первого определения местоположения, и устройство M2M может иметь в своем распоряжении в два раза больше спутников для определения местоположения. Это особенно полезно для пользователей, которым нужна надежная информация о местоположении в сложных условиях, таких как городские каньоны или места с листвой, мостами и т. Д., часто блокируют большие участки неба.

Для оптимальной точности устройству необходимо принимать сигналы более чем с одного спутника, что подчеркивает преимущества двухсистемных приемников. Приемники должны иметь беспрепятственную видимость до четырех или более спутников. Опять же, наличие вдвое большего количества доступных спутников помогает быстрее достичь этой цели.

Очевидно, что мобильные приложения, такие как автоматическое определение местоположения, борются с различными заблокированными частями неба, изменяя производительность на маршруте.Двухсистемные приемники и антенны обеспечивают явное преимущество высокоточного позиционирования в таких приложениях. Фактически, тесты Taoglas по вождению в реальных условиях показывают более быстрое время до первых исправлений, а точность улучшается с метров до одного метра.

Тесты по вождению

В ходе испытаний в Сан-Диего был задействован городской каньон в центре города, который представил все ожидаемые проблемы городских улиц: высокие бетонные здания, надземные мосты, туннели, придорожные деревья. Из второго места открывался беспрепятственный вид на небо на острове Фиеста, который служил эталонным наземным самолетом для испытаний. Использовался хорошо известный оценочный комплект беспроводного модуля M2M с функциями GPS и ГЛОНАСС; Тестовые платы были помещены в заднюю часть внедорожника (рис. 1) .

1. В реальных испытаниях для проверки эффективности антенн GPS и ГЛОНАСС были использованы два места: городской каньон в центре Сан-Диего и беспрепятственный вид на небо на острове Фиеста.

Было проведено пять отдельных тестов с антеннами Taoglas:

• Пассивная патч-антенна 25х25х4 мм
• Активный модуль патч-антенны 25х25х4 мм
• Внешняя активная антенна (с патчем 25 на 25 на 4 мм внутри)
• Рамочная антенна GPS с линейной поляризацией и гибкая антенна GPS / ГЛОНАСС с линейной поляризацией
• Внешняя активная антенна GPS Taoglas по сравнению с другой сопоставимой антенной

Для каждого теста было три различных комбинации:

• Антенна только для GPS с модулем GPS / ГЛОНАСС
• Антенна GPS / ГЛОНАСС с модулем GPS / ГЛОНАСС
• Антенна только для GPS с модулем только для GPS

Задача заключалась не просто в том, чтобы проверить относительные различия между одно- и двухсистемными антеннами. Также было важно показать фактические результаты определения местоположения от разных типов антенн, чтобы получить более четкое представление об эффективности устройства в сочетании с различными возможностями модуля.

Результаты испытаний на открытом воздухе

При тестировании GPS, ГЛОНАСС или двухсистемной антенны результаты на острове Фиеста были одинаковыми: полная точность была очевидна для всех тестовых систем, независимо от типа антенны. На открытой местности, где мало или совсем нет деревьев, нет зданий и ничто не закрывает небо, все глобальные спутниковые системы работают нормально в течение всего дня, каждый день.Антенны с линейной поляризацией действительно показывали более медленное время для первой фиксации, но после фиксации были стабильными.

Первый тест проводился с пассивной патч-антенной (рис. 2) .

2. Испытание пассивных антенн на открытом воздухе показывает аналогичные результаты для всех вариантов антенн. Покрытие точное и единообразное для всех систем.

Последующие тесты с активными антеннами, линейно поляризованными рамочными и гибкими антеннами, внешними антеннами и Taoglas по сравнению с антенной конкурентов показали те же результаты, что и пассивная патч-антенна.Результаты оправдали ожидания; единственной неожиданностью была скорость первого исправления. Пять лет назад это было от 40 секунд до минуты. В тестах Taoglas при холодном запуске в открытой среде система отслеживала и обнаруживала спутники менее чем за 10 секунд.

Конечно, работать только в открытом пространстве нереально. Другие тесты среды городского каньона продемонстрировали некоторые сильно различающиеся результаты, как показано в следующих разделах.

Первый тест: городской каньон, пассивная патч-антенна
В городе результаты были нестабильными — покрытие менялось при проезде под зданиями, мостами и туннелями, или даже при повороте.Когда казалось, что точная информация о местоположении «теряется», она возвращается только при остановке на светофоре, при повороте грузовика или на трамвайном переходе.

В первом тесте использовалась пассивная антенна, которая является наименее дорогой разновидностью. Также были протестированы антенна только для GPS и двойная антенна GPS / ГЛОНАСС. Двойная система обеспечивала гораздо большую точность при движении по дороге (рис. 3) .

3. Тест пассивных антенн в центре города показывает, что антенна, поддерживающая как GPS, так и ГЛОНАСС, более эффективна.Однако в целом позиционирование менее точное, чем с антеннами других типов.

Тест 2: городской каньон, активная патч-антенна
Во втором тесте, опять же, двухсистемная антенна показала лучшую точность. Однако результаты были гораздо менее впечатляющими, чем результаты испытаний пассивной антенны. Активные антенны в целом внесли большой вклад, сохраняя результаты намного более стабильными от холодного старта и до точек поворота (это вызывало ошибки с пассивными антеннами) (рис.4) . Антенна только для GPS была менее точной, определяя местоположение на зданиях, а не на дороге — фактическое местонахождение тестовой машины.

4. В ходе испытаний в центре города активные антенны в целом обеспечивают большую точность, чем их пассивные аналоги, причем наивысшая точность достигается за счет двухсистемных антенн.

Компаниям, стремящимся к большей точности, следует рассмотреть активные антенны, которые объединяют передний пильный фильтр и малошумящий усилитель. Понятно, что активные антенны дороже пассивных аналогов.Однако добавление усилителя и фильтра к системе на основе пассивной антенны на печатной плате устройства никогда не будет столь же эффективным, как их установка на точке питания самой антенны.

Тест 3: городской каньон, внешняя антенна
Ожидания от теста внешней антенны были выше, чем на самом деле. Поскольку это была активная антенна, результаты должны были быть аналогичными результатам с другими активными антеннами. Исследователи в конечном итоге пришли к выводу, что потери в кабеле способствовали снижению производительности из-за того, что каждая антенна имеет 10 футов кабеля RG174 с потерями. Возможное решение — заменить кабель на кабель с меньшими потерями.

Эти антенны будут использоваться в тех случаях, когда устройство имеет металлический корпус, или устройство установлено в части транспортного средства или области, где сигнал GPS не может быть получен, а антенна выходит вместе с кабелем на более подходящее место. Тем не менее, несомненно, что двухсистемная антенна лучше всего показала себя в сложной обстановке в центре города (рис. 5) .

5. Тестирование внешних антенн в центре города выявило заметную разницу между двухсистемной антенной и другими конфигурациями, которая показала значительную неточность.

Тест четвертый: городской каньон, антенна с линейной поляризацией s
Этот тест исследовал теорию о том, что антенны с линейной поляризацией принимают отраженные сигналы и многолучевость так же хорошо или лучше, чем антенны с круговой поляризацией. Спутниковые сигналы имеют круговую поляризацию и распространяются по образцу штопора. Таким образом, когда антенны с круговой поляризацией напрямую принимают сигнал, они обеспечивают большую точность и усиление, чем антенны с линейной поляризацией.

Поскольку антенны с круговой поляризацией считаются лучшими для приема спутниковых сигналов, ожидания при тестировании антенн с линейной поляризацией в городских условиях были низкими.Время до первого исправления было медленнее из-за холодного старта в тесте беспрепятственного неба. Однако испытание в городском каньоне стало неожиданностью, выявив отличные результаты для пассивных антенн с линейной поляризацией (рис. 6) .

6. Два типа антенн с линейной поляризацией показали одинаковую точность в тестах в центре города, с некоторыми ошибками позиционирования. Неожиданным результатом стала относительная точность этих антенн по сравнению с антеннами с круговой поляризацией, которые считаются лучшими для сигналов GPS / ГЛОНАСС.

Был сделан вывод, что в условиях многолучевого распространения, например, в этом центре города, сигнал отражается от земли, деревьев, зданий и других поверхностей. В результате он становится более линейным и теряет круговую поляризацию.

Тест пятый: Городской каньон, два производителя
В последнем тесте сравнивались характеристики новой внешней активной антенны GPS / ГЛОНАСС и другой двухсистемной активной антенны (рис. 7) .

7. Тесты в центре города двухсистемной внешней активной антенны по сравнению с аналогичной двухсистемной активной антенной показали более высокую точность для первой.

Внешняя активная антенна показала более высокую точность и быстрое первое исправление с холодного старта. Оттуда он был немного более точным, но различия были незначительными, чего можно было ожидать от активных пятен размером 25 на 25 на 4 мм, используемых в обоих продуктах

.

Заключение

Результаты испытаний были очевидны: двухсистемные антенны GPS / ГЛОНАСС определенно обеспечивают заметное улучшение точности и производительности.Городские условия являются настоящим испытанием производительности, и двухсистемные антенны явно превосходят их. Однако в городских условиях все технологии иногда выходят из строя, поэтому, вероятно, еще слишком рано для телематических устройств, которые предлагают варианты оплаты за конкретное парковочное место. Тем не менее, точность выдающаяся, учитывая, насколько слабые сигналы и длину, которую они прошли, собирая огромное количество шума на пути к маленькой антенне GPS внутри автомобиля, при движении с закрытым обзором неба!

Дермот О’Ши — соучредитель и управляющий директор Taoglas.Он отвечает за продажи, финансы и маркетинг. Он имеет степень магистра в области бизнеса и развития предприятий в Дублине Гриффит-Колледж, Дублинской бизнес-школе и Технологическом институте Уотерфорд в Ирландии.

Артикул:

1. «Как работает GPS», 2009 г., http://www.maptoaster.com/maptoaster-topo-nz/articles/how-gps-works/how-gps-works.html

.

No related posts.