Спутниковая навигационная система глонасс: Спутниковые навигационные системы

Содержание

Спутниковые навигационные системы

В настоящее время в мире, помимо глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США), работы по развертыванию ГНСС БЕЙДОУ и ГАЛИЛЕО проводят Китай и страны Европейского союза. Япония и Индия разворачивают региональные навигационные спутниковые системы QZSS и IRNSS соответственно.

История развития ГНСС

Глобальные навигационные спутниковые системы

Архитектура штатных орбитальных группировок
количество КА24
высота орбиты19 100 км
большая полуось25 518 км
период11 ч 15 мин 44 с
наклонение64,8⁰
количество
плоскостей
3
количество КА24
высота орбиты20 200 км
большая полуось26 560 км
период
11 ч 58 мин
наклонение55⁰
количество
плоскостей
6
количество КА24(+3 резерв)
высота орбиты23 222 км
большая полуось29 600 км
период14 ч 4 мин 45 с
наклонение56⁰
количество
плоскостей
3
количество КА27
высота орбиты21 528 км
период12 ч 53 мин 24 с
наклонение55⁰
количество
плоскостей
3

ведутся НИР в рамках ФЦП

нет

ведутся НИР в рамках программы EGEP (2-е поколение)

количество КА3
высота орбиты35 786 км
наклонение55⁰

ведутся НИР в рамках ФЦП

нет

ведутся НИР в рамках программы EGEP (2-е поколение)

количество КА5
высота орбиты35 786 км
орбитальные точки58,75⁰ в. д.,
80⁰ в.д., 110,5⁰ в.д., 140⁰ в.д.,
160⁰ в.д.

Региональные навигационные спутниковые системы

Архитектура штатных орбитальных группировок

Квазизенитный сегмент

количество КА5
большая полуось42 164 км
высота перигея≈ 32 000 км
высота апогея≈ 40 000 км
наклонение40…47⁰
количество плоскостей3

Геосинхронный сегмент

количество КА4
наклонение29⁰
количество плоскостей2
орбитальные точки55⁰ в.д.
111,5⁰ в.д.
количество КА2
орбитальные точки
количество КА3
орбитальные точки34° в. д.
83° в.д.
131,5° в.д.

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

https://ria.ru/20190424/1553005345.html

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, англ. GLONASS) – российская спутниковая система навигации, предназначенная для оперативного… РИА Новости, 24.04.2019

2019-04-24T14:11

2019-04-24T14:11

2019-04-24T14:11

справки

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn23.img.ria.ru/images/rsport/113818/23/1138182354_0:61:1108:684_1920x0_80_0_0_1e7c08b773fb2f24278bc7cddfb2220e.jpg

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, англ. GLONASS) – российская спутниковая система навигации, предназначенная для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Толчком к началу практических работ в области спутниковой радионавигации послужил успешный запуск в СССР первого искусственного спутника Земли в октябре 1957 года. В конце 1960-х годов в Советском Союзе была создана низкоорбитальная спутниковая радионавигационная система «Цикада». Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими потребителями привлекла широкое внимание к спутниковой навигации. Возникла необходимость создания универсальной навигационной системы, удовлетворяющей требованиям подавляющего состава потенциальных потребителей. В 1976 году вышло постановление правительства СССР о ее разработке. На основе проведенных многосторонних исследований отечественными специалистами была выбрана штатная орбитальная группировка из 24 спутников, находящихся на средневысотных околокруговых орбитах с номинальными значениями высоты – 19100 километров.Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты 12 октября 1982 года с запуском первого космического аппарата серии «Глонасс» («Космос-1413»).

24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию в интересах министерства обороны РФ с орбитальной группировкой ограниченного состава из 12 спутников. В декабре 1995 года орбитальная группировка была развернута до полного состава (24 спутника), который необходим для полного охвата территории всего земного шара. Большим недостатком было практически отсутствие гражданской навигационной аппаратуры и соответственно гражданских потребителей системы. Сокращение финансирования космической отрасли в 1990-х годах привело к деградации орбитальной группировки ГЛОНАСС. К 2002 году она насчитывала только семь космических аппаратов, что не могло обеспечить территорию России навигационными сигналами системы ГЛОНАСС хотя бы с умеренной доступностью. Точностные характеристики уступали более чем на порядок американской системе навигации GPS.Распоряжением президента РФ от 18 февраля 1999 года система ГЛОНАСС была определена как система двойного назначения. В целях сохранения и развития системы в 2001 году была принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на период 2002-2012 годов.
В результате ее реализации орбитальная группировка была полностью восстановлена. С 2012 года система развивается в рамках новой федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы». Ее целями является расширение внедрения отечественных спутниковых навигационных технологий и услуг с использованием системы ГЛОНАСС в интересах специальных и гражданских (в том числе коммерческих и научных) потребителей, международного использования спутниковых навигационных российских технологий за счет поддержания и развития системы ГЛОНАСС. Система ГЛОНАСС состоит из подсистемы космических аппаратов, подсистемы контроля и управления и навигационной аппаратуры потребителей.Основой системы ГЛОНАСС являются 24 спутника, которые движутся в трех орбитальных плоскостях по восемь аппаратов в каждой плоскости, наклоненных к экватору под углом 64,8°, с высотой орбит 19100 километров и периодом обращения 11 часов 15 минут 44 секунды. Выбранная структура орбитальной группировки обеспечивает движение всех космических аппаратов по единой трассе на поверхности Земли с ее повторяемостью через восемь суток.
Такие характеристики обеспечивают высокую устойчивость орбитальной группировки системы ГЛОНАСС, что практически позволяет обходиться без коррекции орбит космических аппаратов в течение всего срока их активного существования.По состоянию на 24 апреля 2019 года в составе орбитальной группировки ГЛОНАСС находилось 26 космических аппаратов, из них 24 использовались по целевому назначению. Космические спутники для ГЛОНАСС были спроектированы в конструкторском бюро НПО прикладной механики (ныне – АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева») в городе Красноярск-26 (Железногорск). С 1982 года по 2009 год в эксплуатации находились космические аппараты «Глонасс», со сроком активного гарантийного существования три года. В настоящее время основу орбитальной группировки составляют спутники модифицированной серии «Глонасс-М», первый из которых был запущен в декабре 2003 года, и космические аппараты нового поколения «Глонасс-К». От спутников первого поколения «Глонасс-М» отличаются гарантийным сроком активного существования (семь лет) и использованием импортных комплектующих.
Планируется замена «Глонасс-М» космическими аппаратами нового поколения «Глонасс-К» со сроком активного существования до 10 лет. Первый космический аппарат этого типа был выведен на орбиту в 2011 году, второй – 2014 году. В настоящее время в АО «ИСС» также ведется создание усовершенствованных навигационных спутников – «Глонасс-К» второго этапа. Подсистема контроля и управления (ПКУ) состоит из Центра управления системой ГЛОНАСС и сети станций измерения, управления и контроля, рассредоточенной по всей территории России. В задачи ПКУ входит контроль правильности функционирования космических аппаратов, непрерывное уточнение параметров орбит и выдача на спутники временных программ, команд управления и навигационной информации.Навигационная аппаратура потребителей состоит из навигационных приемников и устройств обработки, предназначенных для приема навигационных сигналов спутников ГЛОНАСС и вычисления собственных координат, скорости и времени. Навигационной аппаратурой потребителей системы ГЛОНАСС выполняются беззапросные измерения до четырех спутников ГЛОНАСС, а также прием и обработка навигационных сообщений.
В навигационном сообщении описывается положение спутника в пространстве и времени. В результате обработки полученных измерений и принятых навигационных сообщений определяются три координаты потребителя, три составляющие вектора скорости его движения, а также осуществляется «привязка» шкалы времени потребителя к шкале Госэталона координированного всемирного времени UTC (SU).Система ГЛОНАСС позволяет обеспечить непрерывную глобальную навигацию всех типов потребителей с различным уровнем требований к качеству навигационного обеспечения путем использования сигналов стандартной (L1) и высокой точности (L2) с вероятностью 0,95 при 18 спутниках и 0,997 при 24 спутниках в группировке. Она отнесена к космической технике двойного назначения.В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Государственная корпорация «Роскосмос» и министерства и ведомства России: Минобороны, МВД, Ростехнадзор, Минтранс, Росреестр, Минпромторг, Росстандарт, Росавиация и др.Летом 2017 года руководитель Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Алексей Абрамов заявил, что российские ученые работают над увеличением точности навигаторов ГЛОНАСС до нескольких сантиметров.
По его словам, пока достигнут метровый диапазон (при благоприятных условиях можно определять место нахождения того или иного объекта с точностью до 3-5 метров). В 2017 года вице-премьер Дмитрий Рогозин отметил, что российская система ГЛОНАСС в два раза уступает американской GPS. Президент РФ Владимир Путин на заседании комиссии военно-промышленного комплекса поставил задачу сравнять эффективность GPS и ГЛОНАСС и к 2020 году выйти на конкурентные показатели. В апреле 2018 года вице-премьер Дмитрий Рогозин сообщил, что ГЛОНАСС догнал GPS по точности позиционирования. В апреле 2019 года заместитель гендиректора «Роскосмоса» Юрий Урличич сообщил, что точность системы ГЛОНАСС повысится на четверть к 2025 году за счет запуска шести дополнительных спутников. В соответствии с указом президента РФ доступ к гражданским навигационным сигналам системы ГЛОНАСС предоставляется как российским, так и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.С 1996 года по предложению правительства РФ ГЛОНАСС наряду с американской GPS используется Международной морской организацией и Международной организацией гражданской авиации. Сегодня трудно найти сферу социально-экономического развития, в которой не могли бы использоваться услуги спутниковой навигации. Наиболее актуальным остается применение ГЛОНАСС-технологий в транспортной отрасли, включая морское и речное судоходство, воздушный и наземный транспорт. При этом, по данным экспертов, порядка 80% навигационного оборудования применяется на автомобильном транспорте. Еще одна область применения ГЛОНАСС в интересах спасения человеческих жизней – сочетание глобальной спутниковой навигации с Международной системой поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ. Также основной сферой применения технологий спутниковой навигации становится персональная навигация. Технологии ГЛОНАСС используются в городском и земельном кадастре, планировании и управлении развитием территорий, для обновления топографических карт. Научное сообщество активно использует навигационные данные для наблюдений и исследований Земли. Технологии ГЛОНАСС применяются в космической отрасли, при строительстве, в сельском хозяйстве и т. д. На 2019 год в России установлено 19 наземных станций ГЛОНАСС и шесть станций за рубежом. После 2020 года планируется увеличить сеть станций до 12 в других странах и до 45 на территории России. Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn23.img.ria.ru/images/rsport/113818/23/1138182354_16:0:1083:800_1920x0_80_0_0_f50d85c6feb087afb39148229035a6a8. jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

справки

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, англ. GLONASS) – российская спутниковая система навигации, предназначенная для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Толчком к началу практических работ в области спутниковой радионавигации послужил успешный запуск в СССР первого искусственного спутника Земли в октябре 1957 года. В конце 1960-х годов в Советском Союзе была создана низкоорбитальная спутниковая радионавигационная система «Цикада». Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими потребителями привлекла широкое внимание к спутниковой навигации. Возникла необходимость создания универсальной навигационной системы, удовлетворяющей требованиям подавляющего состава потенциальных потребителей. В 1976 году вышло постановление правительства СССР о ее разработке.

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

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

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

Распоряжением президента РФ от 18 февраля 1999 года система ГЛОНАСС была определена как система двойного назначения. В целях сохранения и развития системы в 2001 году была принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на период 2002-2012 годов.

В результате ее реализации орбитальная группировка была полностью восстановлена. С 2012 года система развивается в рамках новой федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы». Ее целями является расширение внедрения отечественных спутниковых навигационных технологий и услуг с использованием системы ГЛОНАСС в интересах специальных и гражданских (в том числе коммерческих и научных) потребителей, международного использования спутниковых навигационных российских технологий за счет поддержания и развития системы ГЛОНАСС.

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

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

По состоянию на 24 апреля 2019 года в составе орбитальной группировки ГЛОНАСС находилось 26 космических аппаратов, из них 24 использовались по целевому назначению. Космические спутники для ГЛОНАСС были спроектированы в конструкторском бюро НПО прикладной механики (ныне – АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева») в городе Красноярск-26 (Железногорск). С 1982 года по 2009 год в эксплуатации находились космические аппараты «Глонасс», со сроком активного гарантийного существования три года. В настоящее время основу орбитальной группировки составляют спутники модифицированной серии «Глонасс-М», первый из которых был запущен в декабре 2003 года, и космические аппараты нового поколения «Глонасс-К». От спутников первого поколения «Глонасс-М» отличаются гарантийным сроком активного существования (семь лет) и использованием импортных комплектующих. Планируется замена «Глонасс-М» космическими аппаратами нового поколения «Глонасс-К» со сроком активного существования до 10 лет. Первый космический аппарат этого типа был выведен на орбиту в 2011 году, второй – 2014 году. В настоящее время в АО «ИСС» также ведется создание усовершенствованных навигационных спутников – «Глонасс-К» второго этапа.

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

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

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

В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Государственная корпорация «Роскосмос» и министерства и ведомства России: Минобороны, МВД, Ростехнадзор, Минтранс, Росреестр, Минпромторг, Росстандарт, Росавиация и др.

Летом 2017 года руководитель Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Алексей Абрамов заявил, что российские ученые работают над увеличением точности навигаторов ГЛОНАСС до нескольких сантиметров. По его словам, пока достигнут метровый диапазон (при благоприятных условиях можно определять место нахождения того или иного объекта с точностью до 3-5 метров). В 2017 года вице-премьер Дмитрий Рогозин отметил, что российская система ГЛОНАСС в два раза уступает американской GPS. Президент РФ Владимир Путин на заседании комиссии военно-промышленного комплекса поставил задачу сравнять эффективность GPS и ГЛОНАСС и к 2020 году выйти на конкурентные показатели. В апреле 2018 года вице-премьер Дмитрий Рогозин сообщил, что ГЛОНАСС догнал GPS по точности позиционирования. В апреле 2019 года заместитель гендиректора «Роскосмоса» Юрий Урличич сообщил, что точность системы ГЛОНАСС повысится на четверть к 2025 году за счет запуска шести дополнительных спутников.

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

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

Сегодня трудно найти сферу социально-экономического развития, в которой не могли бы использоваться услуги спутниковой навигации. Наиболее актуальным остается применение ГЛОНАСС-технологий в транспортной отрасли, включая морское и речное судоходство, воздушный и наземный транспорт. При этом, по данным экспертов, порядка 80% навигационного оборудования применяется на автомобильном транспорте. Еще одна область применения ГЛОНАСС в интересах спасения человеческих жизней – сочетание глобальной спутниковой навигации с Международной системой поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ. Также основной сферой применения технологий спутниковой навигации становится персональная навигация. Технологии ГЛОНАСС используются в городском и земельном кадастре, планировании и управлении развитием территорий, для обновления топографических карт. Научное сообщество активно использует навигационные данные для наблюдений и исследований Земли. Технологии ГЛОНАСС применяются в космической отрасли, при строительстве, в сельском хозяйстве и т. д. На 2019 год в России установлено 19 наземных станций ГЛОНАСС и шесть станций за рубежом. После 2020 года планируется увеличить сеть станций до 12 в других странах и до 45 на территории России.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Системы спутникового мониторинга: GPS/Глонасс мониторинг — ТраспортМониторинг


Что такое спутниковый мониторинг?

Спутниковый мониторинг – это постоянное централизованное дистанционное наблюдение за текущим местоположением и состоянием объектов. Система предназначается для слежения за движением и состоянием частных лиц и автотранспорта, а также оперативного реагирования в случае возникновения нежелательных событий.

Основные возможности спутникового мониторинга автотранспорта и физических лиц:

• Мониторинг местоположения транспортных средств, водителей, торговых представителей, перевозимых грузов в режиме реального времени;
  • Отображение местоположения, направления движения и состояния транспортного средства на электронной карте, в виде передачи данных видеонаблюдения, в виде информационных сообщений;
  • Определение состояния автотранспорта, работы специальных систем и оборудования на основе показаний датчиков;
  • Отображение сигналов «тревоги»;
  • Связь с водителем и многое другое.


к началу

На каких технологиях основана работа Системы транспортного мониторинга?

Система транспортного мониторинга – это аппаратно-программный комплекс, основанный на использовании следующих информационно-телекоммуникационных технологий:

• спутникового позиционирования ГЛОНАСС и GPS;
  • сотовой связи GSM;
  • УКВ-связи;
  • интернет;
  • вычислительной техники и микроэлектроники.


к началу

Как работают системы спутникового позиционирования ГЛОНАСС и GPS?

Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные обнаружили, что частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты.

Реализована эта идея была через 20 лет. В 1973 году была инициирована программа DNSS, позже переименованная в Navstar-GPS и затем в GPS (Global Positioning System). Первый тестовый спутник выведен на орбиту 14 июля 1974 г США. Последний из 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г., после чего стало возможным использовать систему GPS для слежения и точного позиционирования неподвижных, а затем и подвижные объектов в воздухе и на земле. 24 спутника обеспечивают 100% работоспособность системы в любой точке земного шара, но не всегда могут обеспечить уверенный прием и хороший расчет позиции. Поэтому для увеличения точности и на случай отключения общее число спутников поддерживается в большем количестве – 30-32 спутника. Информация в C/A коде (стандартной точности) распространяется бесплатно. Военное применение (точность выше на порядок) обеспечивается зашифрованным кодом.

ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС) — российская спутниковая навигационная система. Основой системы являются 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли. Первый спутник ГЛОНАСС был выведен Советским Союзом на орбиту 12 октября 1982 года. 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию с орбитальной группировкой из 12 спутников. Для определения пространственных координат и точного времени требуется принять и обработать навигационные сигналы не менее чем от 4-х спутников ГЛОНАСС. По состоянию на 01.04.2011 г. в составе орбитальной группировки системы ГЛОНАСС насчитывается 26 космических аппаратов «Глонасс-М», из них 22 используются по целевому назначению и четыре временно выведены на техобслуживание.

Распоряжением Президента Российской Федерации от 18 февраля 1999 г. № 38-рп система ГЛОНАСС определена как система двойного назначения, применяемая не только в интересах обороны и безопасности РФ, но и в социально-экономических целях. Таким образом, было положено начало «гражданской» ГЛОНАСС. Федеральное космическое агентство (Роскосмос) является координатором, и вместе с другими министерствами и ведомствами выступает в качестве государственного заказчика по Федеральной Целевой Программе «Глобальная навигационная система». Эта программа направлена на дальнейшее развитие и эффективное использование глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС за счет внедрения передовых технологий спутниковой навигации в интересах социально-экономического развития страны и обеспечения национальной безопасности, а также сохранения Россией лидирующих позиций в области спутниковой навигации. В настоящее время происходит активная коммерциализация технологий ГЛОНАСС. Заинтересованность руководства РФ в развитии отечественной навигационной системы способствует созданию массового навигационного рынка услуг и оборудования.

Спутники системы ГЛОНАСС, как и GPS, непрерывно излучают навигационные сигналы двух типов: навигационный сигнал стандартной точности (СТ) и навигационный сигнал высокой точности (ВТ). Информация, предоставляемая навигационным сигналом СТ, доступна всем потребителям и позволяет определять:

• горизонтальные координаты с точностью 50-70 м
  • вертикальные координаты с точностью 70 м
  • составляющие вектора скорости с точностью 15 см/с
  • точное время с точностью 0,7 мкс

По своим характеристикам и принципам построения системы GPS и ГЛОНАСС схожи, однако имеют немного разные технологии в основе, что позволяет говорить об отсутствии заимствования. В настоящее время система GPS – это 29 активных спутников, ГЛОНАСС – 22, в сумме 51 спутник. Приемники, использующие данные всех спутников будут надежнее и точнее — в этом и состоит практический результат применения двух систем – ГЛОНАСС и GPS.


к началу

Как система ГЛОНАСС/ GPS мониторинга работает?

На транспортное средство (автомобиль, либо другой объект наблюдения) устанавливается специальное навигационное ГЛОНАСС/GPS оборудование (GPS-маячок, GPS-трекер, бортовой терминал, GPS-контроллер). Терминал автоматически определяет местоположение, скорость и направление движения автотранспорта c помощью приемника спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС или GPS, а кроме того, такие параметры, как: маршрут автомобиля, состояние подключенных датчиков. Далее терминал в автоматическом режиме или по запросу пользователя передает собранную информацию по беспроводным каналам связи. Это может быть как сотовый канал системы GSM стандарта GPRS/SMS, так и УКВ канал. Весь объем навигационной и технической информации поступает на сервер системы ГЛОНАСС/ GPS слежения, где обрабатывается и сохраняется в базе данных.

На рабочее место диспетчера устанавливается специальное программное обеспечение, в котором используются электронные векторные многослойные карты местности, с высокой точностью отображающие текущее местоположение и перемещение транспорта.


к началу

Какие данные можно контролировать с помощью системы транспортного мониторинга?

Спутниковая Система транспортного мониторинга позволяет контролировать в режиме реального времени следующие параметры объектов:

• текущее местоположение
  • скорость движения
  • время движения
  • время и место стоянок автотранспорта
  • пройденный маршрут
  • прохождение контрольных зон в заданный период времени
  • время и место погрузки и выгрузки грузов
  • факт включения зажигания двигателя
  • расход топлива, его заправки и сливы
  • количество топлива в баках
  • температурный режим
  • загруженность механизмов (для спецтехники)
  • открытие дверей
  • опрокидывание кузова
  • обороты двигателя
  • количество моточасов
  • срабатывание сигнализации, «тревожной кнопки» и т. д.

Кроме того, спутниковая Система ГЛОНАСС/GPS слежения в режиме реального времени передает видеоданные с установленных в автомобиле видеокамер, оповещает о потере связи с поставленным на сигнализацию автомобилем, позволяет удаленно управлять агрегатами автомобиля и исполнительными устройствами, при потере зоны покрытия автоматически переходит на альтернативный канал связи, обеспечивает связь с водителем и многое другое.

ГЛОНАСС

ГЛОНАСС

ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС, GLONASS) – российская спутниковая система навигации.

На сегодня в мире функционируют две основных системы глобальной спутниковой навигации: GLONASS и GPS.

GPS (англ. Global Positioning System) — система глобального позиционирования. Спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США, при этом в настоящее время доступна для использования для гражданских целей

Существуют также системы на этапе развития:

Galileo — совместный проект Европейского союза и Европейского космического агентства, анонсированный в 2002 году. С декабря 2016 года начата опытная эксплуатация. Полнофункциональное использование системы начнется не ранее 2020 года.

Beidou – китайская региональная навигационная система. Обеспечивает покрытие в границах Азии и Тихоокеанского региона. К 2020 году планируется довести орбитальную группировку до 35 космических аппаратов и сделать систему глобальной.

QZSS – японская региональная навигационная система. Предназначена для обслуживания потребителей в Тихоокеанско-Азиатском регионе.

NAVIC – автономная региональная навигационная система на Индийском полуострове.

Основное отличие от системы GPS в том, что спутники ГЛОНАСС в своем орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им большую стабильность. Таким образом, группировка КА ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования.

Система навигации ГЛОНАСС предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей. Благодаря ГЛОНАСС можно осуществлять спутниковый мониторинг наземного, морского и воздушного транспорта. Доступ к гражданским сигналам навигации ГЛОНАСС в любой точке земного шара, на основании указа Президента РФ, предоставляется российским и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.

Благодаря ГЛОНАСС можно осуществлять не только навигацию, но и спутниковый мониторинг транспорта.

Задачи, решаемые с использованием технологии ГЛОНАСС:

  • централизованное навигационное обеспечение всех видов пользователей;
  • навигационно-информационное обеспечение геодезических, строительных, транспортных, сельскохозяйственных, природопользовательских и других работ, требующих высокой точности позиционирования с использованием ГЛОНАСС/GPS;
  • навигационно-информационное обеспечение мониторинга и прогнозирования опасных природно-техногенных явлений, в том числе геодинамических процессов, критически важных объектов, подвижных объектов различного назначения;
  • навигационный мониторинг и прогноз состояния объектов инфраструктуры и крупных инженерных сооружений.

Возможные сферы применения технологии ГЛОНАСС в прикладных задачах координатно-временного и навигационного обеспечения хозяйственной деятельности:

  • кадастр недвижимости, землеустройство и мониторинг земель, в том числе определение координат поворотных точек границ административных образований, земельных участков, координат объектов недвижимости, координатное обеспечение аэрофотосъёмки и создание крупномасштабных кадастровых карт и планов, другие кадастры;
  • геодезия и картография, в том числе создание геодезических сетей различного назначения, создание топографических карт и планов;
  • планирование территорий, градостроительство, в том числе определение или вынос в натуру границ поселений, красных линий в них, проектно-изыскательские работы, исполнительные съёмки;
  • строительство промышленных и других объектов, проектно-изыскательские работы, вынос объектов в натуру, исполнительные съёмки, разбивка строительных сеток, обеспечение маркшейдерских работ;
  • прокладка железнодорожных и автомобильных магистралей, мостов и других сооружений на дорогах, нефте- и газопроводов, линий электропередач и связи, проектно-изыскательские работы, исполнительные съёмки;
  • разработка природных ресурсов, в том числе проектно-изыскательские работы, разработка карьеров, управление техникой (бульдозеры и пр. ) координирование скважин и других ресурсодобывающих объектов, исполнительные съёмки, природоохранные мероприятия;
  • коммунальное хозяйство, в том числе вынос объектов в натуру, исполнительные съёмки, крупномасштабное картографирование объектов (колодцев, задвижек, коллекторов и т.д.), отыскание колодцев и других объектов в трудных условиях, например, зимой под снегом;
  • сельское хозяйство, в том числе управление сельскохозяйственными машинами;
  • геодинамика и мониторинг геологической среды, деформации и смещения инженерных сооружений и грунтов;
  • мониторинг передвижения специального транспорта, когда требуется его позиционирование с ошибками 1 м и менее, позиционирование дорожно-транспортных происшествий, охранные мероприятия.
Система «ЭРА-ГЛОНАСС»

1 января 2014 года вступил в силу Федеральный закон «О Государственной автоматизированной информационной системе «ЭРА-ГЛОНАСС», регулирующий отношения, возникающие в связи с созданием и функционированием системы.

«ЭРА ГЛОНАСС» представляет собой систему спутникового мониторинга транспорта и предназначена для автоматического оповещения служб экстренного реагирования при авариях и других чрезвычайных ситуациях, что позволит снизить уровень смертности и травматизма на дорогах. Система включает навигационно-телекоммуникационные терминалы, устанавливаемые на транспортные средства, и соответствующую инфраструктуру операторов мобильной связи и экстренных служб

«ЭРА ГЛОНАСС» полностью совместима с европейской системой eCall/E112. В случае аварии необходимая информация о транспортном средстве, включая его точные координаты, автоматически передается в диспетчерский пункт системы-112. Диспетчер, связавшись с водителем и получив подтверждение об аварии, организует выезд на место происшествия служб экстренного реагирования (МЧС, ГИБДД, Скорая помощь).

Автомобильные терминалы «ЭРА-ГЛОНАСС» по желанию владельцев автомобилей могут использоваться для оказания целого комплекса дополнительных услуг, связанных с навигацией, информационным обменом, удаленной диагностикой транспортных средств и т. д.

В соответствии с Правилами оснащения транспортных средств категорий М2, М3 и транспортных средств категории N, используемых для перевозки опасных грузов, аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS, утвержденных постановлением Правительства Российской Федерации от 13.02.2018 № 153, все владельцы автобусов и перевозчики опасных грузов должны сообщать о местонахождении своих транспортных средств через оператора системы «ЭРА-ГЛОНАСС» в Ространснадзор.

В рамках проведения чемпионата мира по футболу FIFA 2018 года, на территории населенных пунктов, в которых проводятся матчи, Постановлением Правительства РФ от 25 ноября 2017 г. N 1426 утверждены:

Положение о порядке оснащения автобусов аппаратурой спутниковой навигации, идентификации ее в Государственной автоматизированной информационной системе «ЭРА-ГЛОНАСС», составе информации о местонахождении, направлении и скорости движения автобусов, а также о порядке передачи такой информации в автономную некоммерческую организацию «Транспортная дирекция чемпионата мира по футболу 2018 года в Российской Федерации»;

Положение о порядке направления владельцами автобусов уведомлений о планируемом въезде автобусов на территории населенных пунктов, в которых проводятся матчи чемпионата мира по футболу FIFA 2018 года, составе содержащихся в них сведений, а также о порядке передачи таких сведений в соответствующие территориальные органы Министерства внутренних дел Российской Федерации.

Использование данных дистанционного зондирования Земли

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) — изучение Земли по измеренным на расстоянии, без непосредственного контакта с поверхностью, характеристикам. Различные виды съемочной аппаратуры для осуществления дистанционного зондирования устанавливаются на космических аппаратах, самолетах или других подвижных носителях.

Сферы применения:

  • Обновление топографических карт
  • Прогноз и контроль развития наводнений, оценка ущерба
  • Мониторинг сельского хозяйства
  • Контроль гидротехнических сооружений на каскадах водохранилищ
  • Реальное местонахождение морских судов
  • Отслеживание динамики и состояния рубок леса
  • Природоохранный мониторинг
  • Оценка ущерба от лесных пожаров
  • Соблюдение лицензионных соглашений при освоении месторождений полезных ископаемых
  • Мониторинг разливов нефти и движения нефтяного пятна
  • Наблюдение за ледовой обстановкой
  • Контроль несанкционированного строительства
  • Прогнозы погоды и мониторинг опасных природных явлений

Методы ДЗЗ могут быть пассивные, использующие естественное отраженное или вторичное тепловое излучение объектов, обусловленное солнечной радиацией, и активные — использующие вынужденное излучение объектов, инициированное искусственным источником направленного действия. Диапазон измеряемых электромагнитных волн — от долей микрометра (видимое оптическое излучение) до метров (радиоволны). Возможность идентификации и классификации объектов основывается на том, что объекты разных типов — горные породы, почвы, вода, растительность и т. д. — по разному отражают и поглощают электромагнитное излучение в том или ином диапазоне длин волн

Снимки поверхности Земли Космические аппараты дистанционного зондирования Земли используются для изучения природных ресурсов и решения задач метеорологии, они оснащаются в основном оптической и радиолокационной аппаратурой. Преимущества последней заключаются в том, что она позволяет наблюдать поверхность Земли в любое время суток, независимо от состояния атмосферы.

Для создания точных карт на основе данных дистанционного зондирования, необходима трансформация, устраняющая геометрические искажения. Снимок поверхности Земли аппаратом, направленным точно вниз, содержит неискаженную картинку только в центре снимка. При смещении к краям расстояния между точками на снимке и соответствующие расстояния на Земле все более различаются. Коррекция таких искажений производится в процессе фотограмметрии. С начала 1990-х большинство коммерческих спутниковых изображений продается уже скорректированными. Кроме того, может требоваться радиометрическая или атмосферная коррекция. Радиометрическая коррекция преобразует дискретные уровни сигнала в их истинные физические значения. Атмосферная коррекция устраняет спектральные искажения, внесенные наличием атмосферы.

Правительством Калининградской области совместно с НИИ прикладной информатики и математической геофизики при БФУ им. И. Канта создан общедоступный геопортал «Центр космических услуг Калининградской области».

К задачам регионального центра космических услуг относятся сбор, хранение и предоставление потребителям данных дистанционного зондирования Земли, создание и поддержка программных продуктов для использования данных дистанционного зондирования Земли, оказание консультационных и обучающих услуг, пропаганда использования космических продуктов с различных сферах жизнедеятельности.

Навигационный рынок — ГЛОНАСС — НП ГЛОНАСС

Изначально спутниковая навигация развивалась в интересах военных применений. Сегодня навигационные технологии применяются в 3,5 млрд. устройствах различного назначения по всему миру.

Первые гражданские технологии, использующие сигналы глобальных навигационных спутниковых систем, появились на рынке в 1980 гг. Это были решения для авиации и судоходства. В 1990 гг. спутниковая навигация расширила свое применение в геодезии, картографии, кадастре, строительстве. К началу 2000 гг. навигационный рынок получил статус глобального, но оставался незначительным по объемам и применялся в узкопрофессиональной нише.

Стартом массового навигационного рынка стало снятие США селективного доступа («зашумления» сигнала) системы GPS 2 мая 2000 года. В это же время значительно (до 10 м) повысилась точность навигационных услуг для гражданских потребителей всего мира. Качественный скачок потребительской ценности спутниковой навигации привлек приток частных инвестиций в разработку новых навигационных приложений, чипов, оборудования, сервисов, а также связанных технологических сегментов, в первую очередь цифровой картографии.

Благодаря развитию технологий и росту масштабов рынка произошло снижение стоимости навигационного оборудования и решений, что сделало их доступным для новых категорий потребителей – начался экспоненциальный рост рынка и его сегментация: навигационные чипы, оборудование, системы, решения и услуги.

В настоящее время глобальное покрытие сигналом по всему миру обеспечивают две спутниковые навигационные системы: ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США).

Глобальные спутниковые навигационные системы

  • ГЛОНАСС: российская ГНСС, которая с 2011 года обеспечивает глобальное покрытие.
  • GPS:  первая ГНСС, управляемая Министерством обороны США, была запущена в эксплуатацию в 1995 году. 

Региональные спутниковые навигационные системы

  • Galileo: Европейская спутниковая навигационная система гражданского назначения, по плану развития которой планируется глобальное покрытие к 2018 году.
  • BeiDou: Китайская спутниковая навигационная система, которая была запущена в 2000 году, оперируется Китайской канцелярией по спутниковой навигации (CSNO). К 2020 году планируется глобальное покрытие сигналом.
  • IRNSS: Индийская спутниковая навигационная система, которая в соответствии с планом развития будет иметь региональное покрытие к 2016 году.
  • QZSS: Японская спутниковая навигационная система, которая в соответствии с планом развития будет иметь региональное покрытие к 2017 году. 

SBAS — Space Based Augmentation System («Уточняющие» системы космического базирования): система WAAS (Wide Area Augmentation System) — для территории Северной Америки, система EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Services) — для территории Европы, и система MSAS — для территории Японии и некоторых стран Юго-Восточной Азии.

ГЛОНАСС является мировым технологическим стандартом: более 50% навигационных устройств используют ГЛОНАСС.

К 2020 году в мире будет 8 миллиардов навигационных устройств. Границы сегментов рынка продолжать размываться вследствие конвергенции информационных, навигационных и коммуникационных технологий, оборудования и услуг. Следует ожидать инновационного бума в навигации – появления множества новых продуктов, поскольку навигационный рынок находится на стыке 4-х глобальных высокотехнологичных отраслей, которые сами сегодня переживают этап инновационного роста: информационных технологий, телекоммуникаций, автомобилестроения и микроэлектроники.

Данные: Еврокомиссия, март 2015

 

Новые технологические драйверы мирового навигационного рынка:

  • капитализация возможностей «подключенного автомобиля» (Connected Car): информационные, безопасности, платежные, страховые, технической поддержки и другие сервисы;
  • развитие технологий V2X – информационного обмена «автомобиль-автомобиль» V2V, «автомобиль-инфраструктура» V2I, «автомобиль-человек» V2P;
  • развитие навигационных технологий в интересах автономных транспортных средств (робомобили, БПЛА) и роботов;
  • технологии (оборудование и сервисы) единой навигации для потребителя: спутниковой, инерциальной, внутри помещений;
  • технологии навигации повышенной точности и гарантированной надежности.

 

Основным драйвером развития российского навигационного рынка является коммерциализация инфраструктуры «ЭРА-ГЛОНАСС» в части оборудования и сервисов. На базе системы «ЭРА-ГЛОНАСС» должна быть создана единая национальная защищенная навигационно-информационная платформа, обслуживающая интересы федеральных, ведомственных и региональных систем, российского и зарубежного бизнеса. Для решения этой задачи создано 100% государственное АО «ГЛОНАСС».

Дополнительными драйверами масштабирования навигационного рынка и развития навигационных технологий ГЛОНАСС на ближайшие годы станут: программа оснащения транспорта приборами контроля режима труда и отдыха водителей (тахографами), создание системы возмещения ущерба федеральным дорогам большегрузным транспортом, интеллектуальных транспортных систем.

Еще одно направление развития – экспорт решений «ЭРА-ГЛОНАСС» и технологий ГЛОНАСС за рубеж, в первую очередь, в страны Евразийского Экономического Союза, ШОС и БРИКС.

GNSS Global Navigation Satellite System Глобальная спутниковая навигационная система

Наземная радионавигация используется давно. Системы DECCA, LORAN, GEE и Omega использовали наземные длинноволновые радиопередатчики, которые передавали радиоимпульс из известного «ведущего» местоположения, за которым следовал импульс, повторенный с нескольких «ведомых» станций. Задержка между приемом основного и зависимого сигналов позволяла приемнику вычислять расстояние до каждого из зависимых сигналов.

Первой спутниковой навигационной системой был Transit, система, развернутая американскими военными в 1960-х гг. Transit была основана на эффекте Доплера: спутники перемещались по известным траекториям и передавали свои сигналы на известной радиочастоте. Принимаемая частота незначительно отличается от частоты вещания из-за движения спутника относительно приемника. Отслеживая этот сдвиг частоты в течение короткого промежутка времени, приемник может определить свое местоположение в той или иной стороне от спутника, и несколько таких измерений в сочетании с точным знанием орбиты спутника могут зафиксировать определенное положение. В этом случае могут появляться ошибки. Ошибки орбитального положения спутников вызваны, в частности, изменениями гравитационного поля и рефракцией радара. Но группа ученых во главе с Гарольдом Лансом из аэрокосмического подразделения Pan Am во Флориде решила эту проблему в 1970-1973 годах. Используя ассимиляцию данных в реальном времени и рекурсивную оценку, систематические и остаточные ошибки были сведены к управляемому уровню для обеспечения точной навигации.

Часть вещания орбитального спутника включала точные орбитальные данные. В целях обеспечения точности, военно-морская обсерватория США (USNO) непрерывно наблюдала за точными орбитами этих спутников. Поскольку орбита спутника отклонялась, USNO отправлял обновленную информацию на спутник. Последующие радиопередачи с обновленного спутника содержат его самые последние эфемериды.

Современные системы более прямолинейны. Спутник передает сигнал, содержащий орбитальные данные (по которым можно вычислить положение спутника) и точное время передачи сигнала. Орбитальные данные содержат приблизительный перечень всех спутников, чтобы помочь в их поиске, и точную эфемериду для одного конкретного спутника. Орбитальная эфемерида передается в виде кода с информацией о времени. Спутник использует атомные часы для поддержания синхронизации всех спутников в созвездии. Приемник сравнивает время вещания, закодированное в передаче трех или четырех различных спутников, тем самым измеряя время полета до каждого спутника. Несколько таких измерений могут выполняться одновременно на разных спутниках, что позволяет получать непрерывную фиксацию в реальном времени с использованием адаптированной версии трилатерации.

Каждое измерение расстояния, независимо от используемой системы, помещает приемник на сферическую оболочку на измеренном расстоянии от передатчика. После нескольких измерений находится точка их пересечения и местоположение корректируется. Однако в случае быстродвижущихся приемников положение сигнала изменяется по мере поступления сигналов от нескольких спутников. Кроме того, радиосигналы немного замедляются в ионосфере, и это замедление изменяется с углом приемника к спутнику. Таким образом, вычисления ищут кратчайшую направленную линию, касательную к четырем сплющенным сферическим оболочкам, центрированным на четырех спутниках. Приемники спутниковой навигации редко ошибаются. Они используют комбинации сигналов от нескольких спутников и нескольких корреляторов, добавляют такие методы, как фильтрация Калмана, чтобы объединить зашумленные, частичные и постоянно меняющиеся данные в единую оценку положения, времени и скорости.

Все о ГЛОНАСС

ГЛОНАСС — ГЛОБАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА

«Оснащению аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/ GPS подлежат технические средства и системы, образцы вооружения, военная и специальная техника, предназначенные для Вооруженных Сил Российской Федерации, других войск, воинских формирований и органов, в которых предусмотрена военная и приравненная к ней служба, а также транспортные средства, поставляемые и используемые для обеспечения органов, в которых предусмотрена военная и приравненная к ней служба».

В.В. Путин

О системе навигации ГЛОНАСС

ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) — российская спутниковая навигационная система позиционирования объектов, в том числе обеспечивающая ГЛОНАСС мониторинг транспорта.

Навигационная система ГЛОНАСС — аналог американской системы GPS (NAVSTAR).

Основное назначение спутникового позиционирования, системы спутниковой навигации ГЛОНАСС — точное определение координат объекта. ГЛОНАСС позволяет получать высокоточную координатную информацию (независимо от метеорологических условий) огромного числа объектов, в том числе воздушного, водного и наземного транспорта.

Несмотря на то, что система ГЛОНАСС изначально в 60-х годах прошлого столетия создавалась как система военного назначения, сейчас ГЛОНАСС находит широкое гражданское применение, в том числе используется как инструмент мониторинга автотранспорта, система слежения ГЛОНАСС за транспортом.

Решения на основе глобальной системы мониторинга повышают эффективность работы не только наземного транспортного комплекса, но и активно применяются в авиации, на флоте, в железнодорожном секторе, служат для синхронизации линий передач и транспортировки, применяются в связи для синхронизации передачи данных и т. д.

Спутниковая навигация ГЛОНАСС разработана государством для двойного назначения: согласно с потребностями Министерства обороны РФ и гражданского населения с целью ГЛОНАСС-мониторинга транспорта различного назначения. Управление и эксплуатация спутниковой системы навигации ГЛОНАСС осуществляется Министерством обороны РФ. Головная организация по созданию, развитию и целевому использованию ГЛОНАСС — ОАО «Российские космические системы».

Постановлением Правительства Российской Федерации от 25 мая 2012 г. № 522 в целях обеспечения единства технологического управления и оказания услуг для федеральных государственных и иных нужд Некоммерческое партнерство (НП) «ГЛОНАСС» определено федеральным сетевым оператором в сфере навигационной деятельности.

18 сентября 2012 года распоряжением Правительства РФ Некоммерческое партнерство определено единственным исполнителем работ по проекту создания государственной автоматизированной системы экстренного реагирования при авариях «ЭРА-ГЛОНАСС».

Группа компаний «М2М телематика» активно принимает участие в продвижении и коммерциализации системы ГЛОНАСС. В 2008 году компания первая в мире разработала и запустила в серийное производство двухсистемное оборудование ГЛОНАСС и GPS. Сейчас оборудование ГЛОНАСС установлено на бортах 50 тыс. транспортных средств в России и СНГ. Компания занимает более 50% рынка в этом сегменте. Дочерня компания группы «КБ ГеоСтар навигация» производит лучшие по своим техническим характеристикам совмещенные ГЛОНАСС/GPS приемники линейки ГеоС. В 2010 году доля рынка компании в этом сегменте составила более 60%.

Мониторинг состояния КА ГЛОНАСС за последние 24 часа

Что касается технической работы системы, в данный момент на орбиту выведено 24 спутника ГЛОНАСС, из них по целевому назначению используется 22. Этих спутников достаточно для покрытия сигналом всей территории Российской Федерации, и почти всего мира, координатная информация, необходимая для навигации, доступна в любой точке Земного шара и околоземного пространства. На сегодняшний день покрытие оценивается в 99%.

 

Сферы применения ГЛОНАСС

В настоящее время рынок применения навигационных решений и сервисов на основе ГЛОНАСС мониторинга, спутникового слежения за транспортом в России находится в стадии бурного роста и развития. Во всех отраслях экономики происходит массовое внедрение решений на основе ГЛОНАСС. За период 2010-2011 года по оценкам экспертов всего в России оборудование ГЛОНАСС установлено на 100 тыс. транспортных средств.

Системы спутникового слежения ГЛОНАСС особенно активно используются в следующих секторах российской экономики:

  • пассажирские перевозки
  • перевозки опасных, тяжеловесных и ценных грузов
  • нефтегаз
  • энергетика
  • здравоохранение
  • ЖКХ
  • МЧС и МВД и др.

Стоит отметить такое направление применений технологий ГЛОНАСС, как Интеллектуальные транспортные системы (ИТС). Сейчас направление ИТС активно развивается в Российской Федерации. Особенно в Алтайском крае, Москве, Рязанской и Ленинградской областях. На данный момент элементы ИТС внедрены в 122 городах, 60 регионах России.

Часто задаваемые вопросы.

Другие глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS)

На этой странице:

На других страницах:

Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS) — это общий термин, описывающий любую спутниковую группировку, которая предоставляет услуги позиционирования, навигации и синхронизации (PNT) на глобальной или региональной основе.

Хотя GPS является наиболее распространенной GNSS, другие страны используют или уже используют свои собственные системы для обеспечения дополнительных, независимых возможностей PNT.Основные из них описаны ниже.

GNSS также может относиться к системам дополнения, но их слишком много, чтобы перечислять их здесь.

Некоторые ссылки ниже ведут на внешние веб-сайты, которые не контролируются правительством США. Ссылки предназначены для информационных целей и не означают одобрения правительством США каких-либо иностранных систем, услуг или мнений.

Навигационная спутниковая система BeiDou (BDS)

BeiDou, или BDS, является региональной GNSS, принадлежащей и управляемой Китайской Народной Республикой.Китай в настоящее время расширяет систему, чтобы к 2020 году обеспечить глобальное покрытие до 35 спутников. Ранее BDS называлась Compass.

Подробнее:

Галилео

Galileo — это глобальная GNSS, принадлежащая и управляемая Европейским Союзом. ЕС объявил о запуске Galileo Initial Services в 2016 году и планирует завершить систему из 24+ спутников к 2020 году.

Подробнее:

ГЛОНАСС

ГЛОНАСС ( Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema , или Глобальная навигационная спутниковая система) является глобальной GNSS, принадлежащей и эксплуатируемой Российской Федерацией.Полностью действующая система состоит из 24+ спутников.

Подробнее:

Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS) / Индийская навигационная спутниковая система (NavIC)

IRNSS — это региональная GNSS, принадлежащая и управляемая правительством Индии. IRNSS — это автономная система, предназначенная для покрытия индийского региона и 1500 км вокруг материковой части Индии. Система состоит из 7 спутников и должна быть объявлена ​​работающей в 2018 году.В 2016 году Индия переименовала IRNSS в Индийское навигационное созвездие (NavIC, что означает «моряк» или «навигатор»).

Подробнее:

Квазизенитная спутниковая система (QZSS)

QZSS — это региональная GNSS, принадлежащая правительству Японии и управляемая QZS System Service Inc. (QSS). QZSS дополняет GPS для улучшения покрытия в Восточной Азии и Океании. Япония планирует к 2018 году иметь действующую группировку из 4 спутников и расширить ее до 7 спутников для автономной работы к 2023 году.

Подробнее:

ГЛОНАСС | НовАтель

ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система, Россия)

ГЛОНАСС был разработан Советским Союзом как экспериментальная система военной связи в 1970-х годах. Когда закончилась «холодная война», Советский Союз признал, что ГЛОНАСС имеет коммерческое применение, благодаря способности системы передавать погодные радиопередачи, данные связи, навигации и разведки.

Первый спутник ГЛОНАСС был запущен в 1982 году, и система была объявлена ​​полностью работоспособной в 1993 году. После периода, когда характеристики ГЛОНАСС ухудшались, Россия взяла на себя обязательство довести систему до требуемого минимума в 18 активных спутников. В настоящее время ГЛОНАСС имеет полноценное развертывание из 24 спутников группировки.

спутников ГЛОНАСС эволюционировали с момента запуска первых. Последнее поколение ГЛОНАСС-М показано на рис. 30. . готовится к запуску.

Проектирование системы ГЛОНАСС

Созвездие ГЛОНАСС обеспечивает видимость различного количества спутников в зависимости от вашего местоположения. Наличие минимум четырех спутников в поле зрения позволяет приемнику ГЛОНАСС вычислять свое положение в трех измерениях и синхронизировать с системным временем.

Космический сегмент ГЛОНАСС

Космический сегмент ГЛОНАСС представлен в Таблице 4.

Таблица 4: Спутниковая группировка ГЛОНАСС

Спутники 24 плюс 3 запасных
Орбитальные самолеты 3
Угол наклона орбиты 64.8 градусов
Радиус орбиты 19,140 км

Космический сегмент ГЛОНАСС состоит из 24 спутников в трех орбитальных плоскостях, по восемь спутников в каждой плоскости.

Геометрия созвездия ГЛОНАСС повторяется примерно раз в восемь дней. Период обращения каждого спутника составляет примерно 8/17 звездных суток, так что за восемь звездных суток спутники ГЛОНАСС совершили ровно 17 орбитальных оборотов.

Каждая орбитальная плоскость содержит восемь равноудаленных спутников. Один из спутников будет находиться в одной и той же точке неба каждый день в одно и то же звездное время.

Спутники выводятся на условно круговые орбиты с наклоном цели 64,8 градуса и радиусом орбиты 19 140 км, что примерно на 1060 км меньше, чем у спутников GPS.

Спутниковый сигнал ГЛОНАСС идентифицирует спутник и включает:

  • Информация о местоположении, скорости и ускорении для вычисления местоположения спутников.
  • Спутниковая медицинская информация.
  • Смещение времени ГЛОНАСС от UTC (SU) [всемирное координированное время, Россия].
  • Альманах всех остальных спутников ГЛОНАСС.

«Земля была абсолютно круглой. . . Я никогда не знал, что означает слово «круглая», пока не увидел Землю из космоса ». Алексей Леонов, советский космонавт, рассказывает о своем историческом выходе в открытый космос в 1985 году.


Сегмент управления ГЛОНАСС

Сегмент управления ГЛОНАСС состоит из центра управления системой и сети станций слежения за командами по всей России.Сегмент управления ГЛОНАСС, аналогично сегменту GPS, контролирует состояние спутников, определяет поправки эфемерид, а также смещения спутниковых часов относительно времени ГЛОНАСС и UTC (всемирное координированное время). Дважды в день загружает поправки на спутники.

Сигналы ГЛОНАСС

Таблица 5 обобщает сигналы ГЛОНАСС.

Таблица 5: Характеристики сигнала ГЛОНАСС

Обозначение Частота Описание
L1 1598. 0625 — 1609,3125 МГц L1 модулируется сигналами HP (высокая точность) и SP (стандартная точность).
L2 1242,9375 — 1251,6875 МГц L2 модулируется сигналами HP и SP. Код SP идентичен тому, который передается на L1.

Каждый спутник ГЛОНАСС передает на немного разных частотах L1 и L2, с P-кодом (код HP) как на L1, так и на L2, и кодом C / A (код SP) на L1 (все спутники) и L2 (большинство спутников).Спутники ГЛОНАСС передают один и тот же код на разных частотах, метод, известный как FDMA, для множественного доступа с частотным разделением каналов. Обратите внимание, что этот метод отличается от того, который используется в GPS.

Сигналы

ГЛОНАСС имеют такую ​​же поляризацию (ориентацию электромагнитных волн), что и сигналы GPS, и имеют сопоставимую мощность сигнала.

Система ГЛОНАСС основана на 24 спутниках, использующих 12 частот. Спутники могут совместно использовать частоты, имея противоположные спутники, передающие на одной и той же частоте. Спутники-антиподы находятся в одной орбитальной плоскости, но разнесены на 180 градусов. Спаренные спутники могут передавать на одной и той же частоте, потому что они никогда не будут одновременно появляться в поле зрения приемника на поверхности Земли, как показано на рис. 32 .

Модернизация ГЛОНАСС

По мере того, как срок службы нынешних спутников ГЛОНАСС-М подходит к концу, они будут заменены спутниками ГЛОНАСС-К следующего поколения. Новые спутники обеспечат систему ГЛОНАСС новыми сигналами GNSS.

L3

Первый блок спутников ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-К1) будет транслировать новый гражданский сигнал, обозначенный L3, с центральной частотой 1202,025 МГц. В отличие от существующих сигналов ГЛОНАСС, L3 основан на CDMA, что облегчит взаимодействие с GPS и Galileo.

Первый спутник ГЛОНАСС-К1 запущен в феврале 2011 года.

L1 и L2 CDMA

Второй блок спутников ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-К2) добавляет еще два сигнала на основе CDMA, транслируемых на частотах L1 и L2. Выходящие сигналы FDMA L1 и L2 также будут транслироваться для поддержки устаревших приемников. Запуск спутников ГЛОНАСС-К2 планируется начать с 2015 года.

L5

Третий блок спутников ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-КМ) добавит сигнал L5 в систему ГЛОНАСС.

Какие бывают системы GNSS?

Проверить новую кофейню в городе или исследовать место путешествия своей мечты, как местный житель, теперь не так уж важно.Где бы вы ни застряли, вы достаете телефон, набираете пункт назначения и направляетесь к нему. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как это крошечное мобильное устройство в ваших руках направляет вас в каждый уголок? Конечно, вы знаете, что волшебство творит крошечный чип GPS в телефоне. GPS предоставляет информацию о местоположении и времени в любой точке Земли.

Но знаете ли вы, что GPS или глобальная система позиционирования является одной из четырех глобальных навигационных спутниковых систем? Четыре глобальные системы GNSS: GPS (США), ГЛОНАСС (Россия), Galileo (ЕС), BeiDou (Китай). Дополнительно существуют две региональные системы — QZSS (Япония) и IRNSS или NavIC (Индия).

Ознакомьтесь с нашим специальным рассказом об эволюции глобальной навигационной спутниковой системы

Глобальная система позиционирования (США)

GPS — самая старая система GNSS. Он начал свою деятельность в 1978 году и был доступен для глобального использования с 1994 года.

Необходимость иметь независимую военную навигацию послужила толчком для его инноваций. И военные США первыми это осознали.Таким образом, в 1964 году для этой цели была развернута система Transit. Компания Transit, также известная как NAVSAT, работала над эффектом Доплера и использовалась для предоставления информации о местоположении и навигации ракетным подводным лодкам, надводным кораблям, а также для гидрографических и геодезических изысканий армии США. Со временем GPS был открыт для всеобщего использования. В настоящее время GPS насчитывает 33 группировки спутников, 31 из которых находятся на орбите и работают. Он поддерживается ВВС США и стремится поддерживать доступность по крайней мере 24 действующих спутников GPS.На сегодняшний день GPS запустила 72 спутника.

ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ: Как работает GNSS?

ГЛОНАСС (Россия)

GLO bal NA vigation S atellite S ystem или ГЛОНАСС — глобальная навигационная система России. ГЛОНАСС заработал в 1993 году с 12 спутниками на 2 орбитах на высоте 19 130 км. В настоящее время на орбите находится 27 спутников, и все они работают. ГЛОНАСС эксплуатируется Воздушно-космическими силами обороны России и является второй альтернативной действующей навигационной системой.

WATCH: Что такое GNSS и как оно работает?

Галилео (ЕС)

Galileo — это группировка GNSS Европейского Союза, которую собирает Европейское космическое агентство, и Европейское агентство GNSS будет управлять ею. Galileo — это глобальная навигационная система, доступная для гражданского и коммерческого использования. Полностью развернутая система Galileo будет состоять из 30 действующих спутников и 6 запасных частей на орбите. На данный момент на орбите находятся 22 спутника из 30. Galileo начала предлагать ранние операционные возможности с 2016 года и, как ожидается, выйдет на полную мощность к 2020 году.

ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ: CAG подтягивает ISRO к задержкам NavIC, перерасходу

BeiDou (Китай)

BeiDou — спутниковая навигационная система Китая. Всего на орбите находится 22 действующих спутника, и планируется, что вся группировка будет состоять из 35 спутников. BeiDou имеет два отдельных созвездия: BeiDou-1 и BeiDou-2 . BeiDou-1, также известный как первое поколение, представлял собой созвездие из трех спутников. Он начал работать в 2000 году и предлагал ограниченное покрытие и услуги навигации, в основном для пользователей в Китае и соседних регионах.Beidou-1 был выведен из эксплуатации в конце 2012 года.

BeiDou-2, , также известный как КОМПАС, — второе поколение системы. Он начал работать в 2011 году с частичной группировкой из 10 спутников на орбите. Следующее поколение его — BeiDou-3. Первый спутник БДС-3 был запущен в марте 2015 года. По состоянию на январь 2018 года запущено девять спутников БДС-3. Ожидается, что BeiDou-3 будет полностью функциональна к концу 2020 года

QZSS (Япония)

Q uasi- Z enith S atellite S ystem — это региональная спутниковая навигационная система из Японии, которая все еще строится Центром исследований и приложений спутникового позиционирования в Японии.Согласно планам, группировка QZSS будет иметь 7 спутников, 4 из которых уже находятся на орбите. Ожидается, что QZSS заработает к концу 2018 года и будет предоставлять высокоточные и стабильные услуги позиционирования в регионе Азии и Океании. QZSS будет совместим с GPS.

IRNSS — NAVIC (Индия)

T Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS), которая позже получила рабочее название NavIC или NAV со спутником I ndian C , является региональной спутниковой навигационной системой Индии. Запущенная и управляемая Индийской организацией космических исследований (ISRO), IRNSS охватывает Индию и близлежащие регионы на протяженности до 1500 км. Все семь спутников находятся на орбите, но первый спутник — IRNSS A — сейчас не работает, поскольку в прошлом году ISRO сообщило, что все три атомных часа на нем вышли из строя.

ТАКЖЕ ЧИТАЙТЕ: Какие самые важные проекты от ISRO в ближайшее время?

Заявка

ISRO на запуск нового спутника провалилась в августе 2017 года, когда в редких случаях тепловой экран ракеты-носителя не отделялся, чтобы освободить спутник.В настоящее время три его спутника IRNSS находятся на геостационарной орбите, а еще 4 — на геостационарных орбитах. Еще есть время, прежде чем Индия начнет пользоваться своими услугами.

История Глонасс

Первое предложение об использовании спутников для навигации было сделано В. С. Шебашевичем в 1957 году. Эта идея родилась при исследовании возможности применения радиоастрономических технологий для аэронавигации.В ряде советских учреждений были проведены дальнейшие исследования для повышения точности навигационных определений, глобальной поддержки, повседневного применения и независимости от погодных условий. Результаты исследований были использованы в 1963 году для НИОКР по первой советской низкоорбитальной системе «Цикада». В 1967 году был запущен первый советский навигационный спутник «Космос-192». Навигационный спутник обеспечивал непрерывную передачу радионавигационного сигнала на частотах 150 и 400 МГц в течение всего срока эксплуатации.

Система из четырех спутников «Цикада» была введена в эксплуатацию в 1979 году. Навигационные спутники были выведены на круговые орбиты высотой 1000 км с наклоном 83 ° и равным распределением орбитальных плоскостей к экватору. Это позволяло пользователям захватывать один из спутников каждые полтора или два часа и фиксировать положение в течение 5-6 минут после сеанса навигации. В навигационной системе «Цикада» использовались односторонние измерения дальности от пользователя к спутнику. Наряду с совершенствованием бортовых спутниковых систем и навигационного оборудования большое внимание уделялось повышению точности определения и прогнозирования параметров орбит навигационных спутников.

Позже на спутниках «Цикада» была размещена приемно-измерительная аппаратура для обнаружения аварийных радиомаяков. Спутники принимали эти сигналы и ретранслировали их на специальные наземные станции, где производился расчет точных координат аварийных объектов (кораблей, самолетов и др.). Спутники «Цикада», отслеживающие радиообъявления бедствия, сформировали систему «Коспас», которая вместе с американо-французско-канадской системой «Сарсат» построила интегрированную поисково-спасательную службу, которая спасла несколько тысяч жизней.Система космической навигации «Цикада» (и ее модернизация «Цикада-М») предназначена для навигационного обеспечения военных пользователей и используется с 1976 года. В 2008 году пользователи «Цикада» и «Цикада-М» начали использовать систему ГЛОНАСС. и работа этих систем была остановлена. Низкоорбитальные системы не могли удовлетворить потребности большого числа пользователей.

Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими пользователями привлекла всеобщее внимание к спутниковой навигации.Универсальная навигационная система была необходима для удовлетворения требований подавляющего большинства потенциальных пользователей.

На основе всесторонних исследований было принято решение выбрать орбитальную группировку, состоящую из 24 спутников, равномерно распределенных в трех орбитальных плоскостях, наклоненных под углом 64,8 ° к экватору. Спутники ГЛОНАСС выводятся на примерно круговые орбиты с номинальной высотой орбиты 19 100 км и периодом обращения 11 часов 15 минут 44 секунды. Благодаря значению периода стало возможным создать устойчивую орбитальную систему, которая, в отличие от GPS, не требует поддержки корректирующих импульсов в течение ее активного срока службы. Номинальный наклон обеспечивает глобальную доступность на территории Российской Федерации, даже когда несколько КА не работают.

При разработке высокоорбитальной навигационной системы возникли две проблемы. Первый касался взаимной синхронизации спутниковых шкал времени с точностью до миллиардных долей секунды (наносекунд). Это стало возможным благодаря высокоорбитальным бортовым цезиевым эталонам частоты с номинальной стабильностью 10 -13 и наземным водородным эталоном частоты с номинальной стабильностью 10 -14 , а также наземным средствам сопоставления шкал времени с погрешностью 3- 5 нс.Вторая задача касалась высокоточного определения и прогнозирования параметров орбиты навигационного спутника. Этот вопрос был решен с помощью научных исследований факторов второго порядка бесконечно малых величин, таких как световое давление, неравномерности вращения Земли и полярных движений и т. Д.

Летные испытания российской высокоорбитальной спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС начались в октябре 1982 года с запуска спутника «Космос-1413». Система ГЛОНАСС была официально введена в эксплуатацию в 1993 году.В 1995 г. выведен в полноценную группировку (24 спутника ГЛОНАСС первого поколения). Большой недостаток, на который следовало обратить внимание, заключался в отсутствии гражданского навигационного оборудования и гражданских пользователей.

Сокращение финансирования космической отрасли в 1990 году привело к деградации группировки ГЛОНАСС. В 2002 году группировка ГЛОНАСС состояла из 7 спутников, что было недостаточно для навигационного обеспечения территории России даже при ограниченной доступности.ГЛОНАСС уступал GPS по характеристикам точности, активный срок службы КА составлял 3-4 года.

Ситуация улучшилась с принятием и запуском в 2002 году федеральной программы «Глобальная навигационная система на 2002-2011 годы».

В рамках данной федеральной программы достигнуты следующие результаты:

  1. Сохранилась, модернизирована и введена в эксплуатацию система ГЛОНАСС в составе спутников «ГЛОНАСС-К». В настоящее время действуют две действующие глобальные спутниковые системы навигации: GPS и ГЛОНАСС
  2. .
  3. Модернизирован наземный диспетчерский сегмент, который вместе с орбитальной группировкой обеспечивает характеристики точности на уровне, сопоставимом с характеристиками GPS
  4. .
  5. Модернизированы Госстандарт времени и частоты и средства определения параметров вращения Земли
  6. Разработаны прототипы дополнений ГНСС, большое количество образцов основных приемно-измерительных модулей, оборудование ПНТ гражданского и специального назначения и сопутствующие системы

В настоящее время спектр приложений GNSS-технологий постоянно растет.Для удовлетворения требований пользователей необходимо постоянно совершенствовать систему ГЛОНАСС, а также навигационное оборудование пользователя. В первую очередь это касается высокоточных приложений ГЛОНАСС, где необходима точность в реальном времени на уровне дециметра и сантиметра. Это также относится к приложениям, касающимся безопасности при эксплуатации воздушного, морского и наземного транспорта. Необходимы более высокая эффективность работы навигационных решений и помехоустойчивость ГЛОНАСС. Существует значительное количество специальных и гражданских приложений, где малые размеры и высокая чувствительность навигационного приемного оборудования имеют решающее значение.

Для решения новых задач в новых условиях Постановлением Правительства № 189 от 3 марта 2012 года в 2012 году стартовала новая федеральная программа «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы».

Начиная с 2012 года система ГЛОНАСС движется в направлении эффективного решения задач ПНТ в интересах обороны, безопасности и социально-экономического развития страны в ближайшем и отдаленном будущем.

В новой федеральной программе учтены:

  • Поддержка ГЛОНАСС с гарантированными характеристиками на конкурентном уровне
  • Развитие ГЛОНАСС в направлении расширения возможностей с целью достижения паритета с международными навигационными спутниковыми системами и лидерства Российской Федерации в области спутниковой навигации
  • Использование ГЛОНАСС на территории РФ и за рубежом

Уровень расширения возможностей ГЛОНАСС определяется рядом направлений развития, основными из которых являются:

  1. Развитие структуры орбитальной группировки ГЛОНАСС
  2. Переход на использование навигационных спутников нового поколения «ГЛОНАСС-К» с расширенными возможностями
  3. Развитие наземного сегмента управления ГЛОНАСС, включая расширение сегмента орбиты и часов ГЛОНАСС
  4. Дизайн и разработка дополнений:
  • Система дифференциальной коррекции и контроля
  • Глобальная система высокоточного определения информации о навигации, орбите и часах в реальном времени для гражданских пользователей

Развитие системы ГЛОНАСС с учетом растущих требований пользователей и конкурентоспособность системы во многом определяется возможностями космического сегмента ГЛОНАСС. Расширения возможностей спутников ГЛОНАСС из поколения в поколение перечислены в таблице ниже.

Возможности
Глонасс
Глонасс-М
Глонасс-К
Глонасс-К2
Время развертывания 1982-2005 2003-2016 2011-2018 2017+
Статус Списано Используется Доработка проекта на основе проверки на орбите В разработке
Параметры номинальной орбиты

Круговой
Высота — 19 100 км
Наклонение — 64,8 °
Период — 11 ч 15 мин 44 сек

Количество спутников в группировке (используемых для навигации) 24
Количество орбитальных самолетов 3
Количество спутников в плоскости 8
Пусковые установки Союз-2. 1б, Протон-М
Расчетный Срок службы, лет 3,5 7 10 10
Масса, кг 1500 1415 935 1600
Габаритные размеры, м 2,71х3,05х2,71 2,53х3,01х1,43 2,53х6,01х1,43
Мощность, Вт 1400 1270 4370
Конструкция платформы под давлением под давлением Без давления Без давления
Стабильность часов, согласно спецификации / соблюдается 5 * 10 -13 /1 * 10 -13 1 * 10 -13 /5 * 10 -14 1 * 10 -13 /5 * 10 -14 1 * 10 -14 /5 * 10 -15
Тип сигнала FDMA FDMA (+ CDMA для SV 755-761) FDMA и CDMA FDMA и CDMA
Сигналы открытого доступа (для сигналов FDMA указаны значения центральной частоты) L1OF (1602 МГц) L1OF (1602 МГц)
L2OF (1246 МГц)
L3OC (1202 МГц) для SV 755+
L1OF (1602 МГц)
L2OF (1246 МГц)
L3OC (1202 МГц)
L2OC (1248 МГц) для SV 17L +
L1OF (1602 МГц)
L2OF (1246 МГц)
L1OC (1600 МГц)
L2OC (1248 МГц)
L3OC (1202 МГц)
Сигналы ограниченного доступа L1SF (1592 МГц)
L2SF (1237 МГц)
L1SF (1592 МГц)
L2SF (1237 МГц)
L1SF (1592 МГц)
L2SF (1237 МГц)
L2SC (1248 МГц) для SV 17L +
L1SF (1592 МГц)
L2SF (1237 МГц)
L1SC (1600 МГц)
L2SC (1248 МГц)
Спутниковые сшивки:

RF
Laser




+

+

+
+
Поисково-спасательные работы + +

Руководство для начинающих по различным системам спутниковой навигации

Что такое спутниковая навигационная система и как она работает?

Спутниковая навигационная система (также известная как спутниковая навигационная система) — это система спутников, обычно управляемая одной компанией или страной, которая обеспечивает геопространственное позиционирование, что является техническим термином для определенного местоположения на Земле или над Землей в 3 странах. Габаритные размеры.Приемник системы спутниковой навигации может использоваться для определения местоположения информации о широте, долготе, высоте, скорости и времени. Коммерческие системы имеют точность до нескольких метров. Высококачественные системы имеют точность до сантиметров. Спутники передают сигнал, который содержит данные об орбите и точное время передачи сигнала. Орбитальные данные передаются в сообщении данных, которое накладывается на код, служащий эталоном синхронизации. Спутник использует атомные часы (самые точные из известных стандартов времени и частоты) для поддержания синхронизации всех спутников в созвездии.Приемник сравнивает время трансляции, закодированной при передаче, со временем приема, измеренным внутренними часами, тем самым измеряя время полета до спутника.

Приемник измеряет сигналы от нескольких спутников одновременно, поэтому он может использовать триангуляцию для определения своего местоположения. Триангуляция — это процесс определения местоположения точки путем измерения углов к ней от двух известных точек. Точные местоположения спутников включаются в передачу, а время пролета сигнала используется для расчета расстояния до каждого спутника.Затем приемник выполняет некоторые вычисления и вычисляет свое местоположение на Земле. Чем больше спутников может отслеживать приемник, тем точнее будет расчет местоположения.

Приемник рассчитывает 4 параметра; широта, долгота, высота и время. В результате приемник обычно должен видеть как минимум 4 спутника, чтобы вычислить 4 неизвестных. Он может дать оценки значений с меньшим количеством спутников, но потенциальная ошибка увеличивается.

Основная математика триангуляции не так уж сложна, но тот факт, что известные точки, спутники, движутся очень быстро, а тот факт, что Земля представляет собой искривленную поверхность, добавляет немало сложности.Кроме того, Земля не является идеальной сферой, не имеет однородной формы или искривления. Это добавляет некоторую ошибку в зависимости от того, насколько далеко от средней кривизны находится конкретное место. По этой причине используются локальные системы увеличения. Приемник также может использовать наборы региональных данных, которые лучше описывают местную географию и в конечном итоге дают более точное местоположение.

Более подробную информацию о частотных и антенных приложениях можно найти здесь.

Почему существуют разные системы спутниковой навигации?

В первые дни существования U.S. Запустите систему NAVSTAR GPS, код ошибки был передан со спутниковым сигналом. Эта ошибка снизила точность системы, так что она не была столь эффективной для тех, кто не входит в состав вооруженных сил США. Коммерческие организации начали использовать наземные радиомаяки на Земле, чтобы улучшить систему и учесть ошибку. Эти маяки были построены вдоль побережья и водных путей Береговой охраной США и аналогичными организациями в других странах, чтобы помочь судам перемещаться по местным берегам и водным путям.Для этого требовался отдельный приемник, что увеличивало стоимость и действительно мешало системам стать коммерчески жизнеспособными.

Другие агентства в США и по всему миру создали свои собственные системы дополнений для повышения точности. Сюда входят Федеральное управление гражданской авиации по навигации коммерческих самолетов и Береговая охрана по морской навигации. Подобные системы были созданы в Европе, России, Японии, Индии и других странах.

Код ошибки был деактивирован в 2000 году, и с тех пор GPS стал очень широко использоваться.Однако тот факт, что Соединенные Штаты могут снова включить код ошибки в любое время или даже полностью отключить сигналы, побудил другие страны начать разработку собственных спутниковых навигационных систем.

Знаете ли вы, что «GPS» НЕ является общим термином для спутниковых навигационных систем?

Вопреки распространенному мнению, GPS (глобальная система определения местоположения) НЕ является общим термином для всех спутниковых навигационных систем. Раньше это было так, но термин GPS стал ассоциироваться с принадлежащей США системой NAVSTAR.GNSS (Глобальная навигационная спутниковая система) — это общий термин, используемый сегодня для обозначения глобальных систем. Мы надеемся дать вам общее представление об этих различных системах, чтобы вы могли определить, какой тип спутниковой навигационной системы лучше всего подходит для вашего приложения.

Глобальные навигационные спутниковые системы

Глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS) обеспечивают покрытие по всему миру.

Глобальная система позиционирования (GPS)

Система GPS NAVSTAR состоит из 24 спутников и была создана U.С. Министерство обороны. Доступ к нему можно получить в любом месте на Земле или рядом с ней, где есть прямая видимость для четырех или более спутников GPS. Система предоставляет важные возможности военным, гражданским и коммерческим пользователям по всему миру и доступна всем, у кого есть GPS-приемник.

Глобальная спутниковая навигационная система (ГЛОНАСС)

ГЛОНАСС также состоит из 24 спутников, но была разработана в Советском Союзе и эксплуатируется Воздушно-космическими силами обороны России.Эта спутниковая навигационная система — единственная другая навигационная система, работающая с глобальным охватом и сопоставимой точностью.

Галилео

Galileo — глобальная навигационная система, разработанная Европейским союзом и Европейским космическим агентством, предназначенная в первую очередь для гражданского использования. Названная в честь итальянского астронома Галилео Галилея, одна из целей заключалась в том, чтобы предоставить европейским странам высокоточную систему позиционирования, которая была бы независимой от российских систем ГЛОНАСС, США GPS, индийских IRNSS и китайских систем компаса.Система из 30 спутников впервые была запущена в 2011 году, и ожидается, что она будет завершена в конце 2020 года. Использование основных услуг является бесплатным и открытым для всех, в то время как высокоточные возможности будут доступны для платных коммерческих пользователей и для использования в военных целях.

BeiDou Навигационная спутниковая система (BDS)

Навигационная спутниковая система (BDS) BeiDou — это китайская спутниковая навигационная система, состоящая из двух отдельных спутниковых группировок. Первый, BeiDou-1, был запущен в 2000 году и списан в 2012 году, предлагал ограниченное покрытие и навигационные услуги, в основном для пользователей в Китае и соседних регионах.Вторая система, или BeiDou-2, была запущена в 2011 году с частичной группировкой из 10 спутников на орбите и обслуживает клиентов в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Китайская система третьего поколения, или BeiDou-3, была запущена в 2015 году.

Квазизенитная спутниковая система (QZSS)

Квазизенитная спутниковая система (QZSS) — это четырехспутниковая региональная система передачи времени и спутниковая система дополнения для глобальной системы позиционирования, разработанная Японией и обслуживающая Азиатско-океанический регион.QZSS нацелен на мобильные приложения для предоставления услуг связи и информации о местоположении. Три его спутника, каждый на 120 ° друг от друга, находятся на сильно наклонных, слегка эллиптических, геостационарных орбитах. Из-за этого они не остаются на одном месте в небе. Их наземные следы представляют собой асимметричные узоры в форме восьмерки, созданные для обеспечения того, чтобы человек всегда находился почти прямо над Японией.

Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS)

Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS), также известная как NavIC (Navigation with Indian Constellation), представляет собой автономную региональную спутниковую навигационную систему, разработанную Индийской организацией космических исследований для предоставления стандартных услуг для гражданского использования и зашифрованных ограниченных услуг для авторизованных пользователей. пользователи (военные), охватывающие Индию и прилегающий регион с планами дальнейшего расширения.

Заключение

При выборе модуля для вашего проекта желаемое покрытие является лишь одним из факторов. Существуют определенные преимущества использования глобальных систем, а также нескольких систем с точки зрения охвата и точности.

Надеюсь, мы помогли вам разобраться в сложном мире спутниковых навигационных систем. Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна помощь в определении того, какой тип спутниковой навигационной системы использовать для вашего приложения, сообщите нам об этом.У нас есть различные модули приемников GPS и GNSS, а также антенны GPS и GNSS, которые работают с различными приложениями и системами спутниковой навигации.

ГЛОНАСС — обзор | Темы ScienceDirect

3.11.1.10 Глобальные навигационные спутниковые системы

Успех GPS привел к разработке аналогичных будущих систем, обычно называемых GNSS. Для обеспечения глобального охвата каждая система GNSS обычно имеет группировку из 20–30 спутников на орбитах примерно 12 часов.Некоторые системы дополняются несколькими спутниками на геостационарной или наклонной геостационарной орбите.

Российская система ГЛОНАСС (русское сокращение, которое буквально переводится как ГНСС) была фактически разработана параллельно с GPS и к 1995 году достигла глобального покрытия с 24 спутниками на орбите. После последующего периода деградации система ГЛОНАСС была восстановлена ​​до прежнего состояния. полная группировка из 24 спутников к концу 2011 года, а по состоянию на 2013 год на орбите находится 29 спутников. Многие современные приемники GNSS могут отслеживать как GPS, так и ГЛОНАСС.Как и GPS, орбиты и часы спутника ГЛОНАСС моделируются IGS. Однако отчасти из-за различных частот передачи спутников ГЛОНАСС, которые препятствуют применению методов разрешения неоднозначности фазы несущей, система не доказала, что может предоставлять геодезические решения с такой высокой точностью, как GPS. Тем не менее, данные ГЛОНАСС могут улучшить GPS в ситуациях, когда небо не полностью видно, например, в условиях городского каньона.

Примером разрабатываемой GNSS является европейская система Galileo, которая должна быть полностью готова к работе с 30 спутниками до 2020 года после нескольких лет начальной работоспособности.К октябрю 2012 года четыре спутника Galileo были введены в эксплуатацию, что позволило впервые произвести решения для трехмерного позиционирования.

Китайская экспериментальная региональная навигационная спутниковая система (BDS) BeiDou, состоящая из пяти геостационарных спутников, расширяется для обеспечения глобального охвата. BDS планирует добавить к группировке 30 негеостационарных спутников, в том числе три, которые находятся на наклонной геостационарной орбите. К 2013 году у BDS было 15 действующих спутников, а к 2020 году планируется создать полную глобальную группировку.

Разрабатываются региональные системы улучшения. В Японии планируется, что квазизенитная спутниковая система (QZSS) будет иметь три спутника на наклонной геосинхронной орбите для улучшения GPS в этом регионе. По состоянию на 2012 год в эксплуатации находился один спутник QZSS. Аналогичным образом планируется, что Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS) будет иметь семь спутников для дополнения GPS (три на геостационарной орбите и четыре на наклонной геостационарной орбите), а первый запуск запланирован на лето 2013 года.

Основной причиной разработки систем, альтернативных GPS, является обеспечение доступа к сигналам GNSS, которые не находятся под контролем какой-либо отдельной страны, с последствиями для военных во время войны и национальных чрезвычайных ситуаций и для гражданских институтов, таких как национальные авиационные власти, которые предъявляют строгие требования к гарантированному доступу к достаточному количеству сигналов GNSS в любое время.

Таким образом, будущее GNSS практически гарантировано. По аналогии с Интернетом, навигация и геопространственная привязка стали настолько неотъемлемой частью мировой инфраструктуры и экономики, что сейчас трудно представить себе мир будущего, в котором GNSS не будет распространена.Как доказал GPS, система GNSS не обязательно должна разрабатываться с учетом высокоточной геодезии, чтобы ее можно было успешно использовать в качестве высокоточного геофизического инструмента. Однако вполне вероятно, что будущие системы GNSS будут больше учитывать высокоточные приложения при их проектировании и, таким образом, могут быть даже лучше приспособлены для геофизических приложений, чем нынешняя GPS. Можно многое сделать для уменьшения ошибок, например, при калибровке изменения фазового центра в передающей спутниковой антенне или при передаче сигналов на нескольких разных частотах.

Таким образом, спутниковая геодезия в будущем будет использовать несколько систем GNSS одновременно и одновременно. Это приведет к повышению точности и надежности решений. Это также позволит найти новые способы зондирования и, мы надеемся, уменьшения систематических ошибок, связанных с конкретными системами GNSS и спутниками. Продолжающееся снижение стоимости приемных систем GNSS, несомненно, приведет к развертыванию сетей с гораздо более высокой плотностью (уменьшенное расстояние между станциями), что принесет пользу геофизическим исследованиям.Например, это позволит с более высоким разрешением определять накопление деформации из-за деформации земной коры в пограничных зонах плит.

В чем разница между 5 созвездиями GNSS?

Прежде чем мы погрузимся в различия между 5 созвездиями GNSS . .. Важно, чтобы мы все на одной странице с различием между GNSS и GPS.

Многие люди путают технологии GNSS и GPS. Хороший способ думать о глобальных навигационных спутниковых системах (GNSS) — это как основа (или основная технология), лежащая в основе GPS.Глобальная система позиционирования (GPS) GPS — это созвездие GNSS, но GNSS не всегда является GPS. GPS — одна из 5 группировок GNSS, используемых во всем мире.

Пять группировок GNSS включают GPS (США), QZSS (Япония), BEIDOU (Китай), GALILEO (ЕС) и ГЛОНАСС (Россия). В этом посте мы подробно рассмотрим каждое из этих созвездий.

Основная причина появления всех 5 спутниковых группировок — доступность и резервирование. Если одна система выйдет из строя, ее может заменить другая группировка GNSS.Системные сбои случаются не часто, но приятно знать, что есть варианты резервного копирования.

Так в чем разница между этими 5 созвездиями? Рассмотрим каждую подробнее …

1. GPS

GPS — пионер в мире GNSS. Это самая старая система GNSS, которая начала работать в 1978 году и стала доступной для глобального использования в 1994 году.

GPS был изобретен из-за потребности в независимой военной навигационной системе. Министерство обороны США (DoD) первым осознало это.В системе было применено много сложностей, чтобы обеспечить высокую точность, а также защитить ее от попыток подмены и спуфинга. Позднее в дальнейшем был обнародован GPS.

GPS работает в частотном диапазоне, называемом L-диапазоном, частью радиоспектра между 1 и 2 ГГц. L-Band был выбран по нескольким причинам, в том числе:

  • Ионосферная задержка более значительна на более низких частотах
  • Упрощение конструкции антенны
  • Минимизация влияния погоды на распространение сигнала GPS

Сегодня GPS — самая точная навигационная система в мире.В спутниках GPS последнего поколения используются рубидиевые часы с точностью до ± 5 частей из 10 11 . Эти часы синхронизируются еще более точными наземными цезиевыми часами.

2. QZSS

Квазизенитная спутниковая система (QZSS) — это региональная спутниковая система из Японии, которую иногда называют «японской GPS».

QZSS в настоящее время использует одну геостационарную спутниковую орбиту и три на орбите QZO (наклонная, слегка эллиптическая, геостационарная орбита).

Система хронометража QZSS первого поколения (TKS) будет основана на рубидиевых часах. Однако первые спутники QZSS будут нести базовый прототип экспериментальной системы синхронизации кварцевых часов. Технология TKS — это новая спутниковая система хронометража, которая не требует бортовых атомных часов и используется в существующих навигационных спутниковых системах, таких как системы GPS, ГЛОНАСС и Galileo. Это позволяет системе работать оптимально, когда спутники находятся в прямом контакте с наземной станцией, что делает ее отличным решением для группировки QZSS.

Большим преимуществом QZSS является совместимость с GPS. Это обеспечивает достаточное количество спутников для стабильного и высокоточного позиционирования.

3. BEIDOU

BEIDOU — это китайская спутниковая навигационная система, состоящая из двух отдельных спутниковых группировок, BeiDou-1 и BeiDou-2 (и скоро BeiDou-3) …

Источник: China Daily

BeiDou-1

BeiDou-1 (также известная как экспериментальная система спутниковой навигации BeiDou) состоит из трех спутников, предлагающих ограниченные навигационные услуги и зону покрытия.В основном он использовался пользователями в Китае и соседних регионах. BeiDou-1 выведен из эксплуатации в конце 2012 года.

BeiDou-2

BeiDou-2 (иногда называемый КОМПАС) — второе поколение системы. Он начал работать в декабре 2011 года с частичной группировкой из 10 спутников. С конца 2012 года оказывает услуги клиентам в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

BeiDou-3

China приступила к созданию своего третьего поколения системы BeiDou-3 в 2015 году.На этот раз … для глобального освещения.

По состоянию на октябрь 2018 года на орбите находится 15 спутников. Цель состоит в том, чтобы к 2020 году вывести на орбиту 35 спутников, которые по завершении будут предоставлять глобальные услуги.

После полного запуска и эксплуатации BeiDou-3 станет альтернативой американским GPS, ГЛОНАСС или GALILEO. Ожидается, что BeiDou-3 будет еще более точным с точностью до миллиметра (с постобработкой).

Интересный факт: По данным China Daily, в 2015 году (через пятнадцать лет после запуска системы BeiDou-1) оборот компании составил 31 доллар.5 миллиардов в год для крупных компаний, таких как China Aerospace Science and Industry Corp, AutoNavi Holdings Ltd и China North Industries Group Corp.

4. ГАЛИЛЕО

GALILEO — европейская система GNSS, совместимая с GPS и ГЛОНАСС. Он начал предоставлять услуги в декабре 2016 года.

приемники GALILEO отслеживают положение спутника созвездия в том, что называется «Reference System GALILEO» с использованием спутниковых технологий и триангуляции принципы.

Система Galileo разделена на три основных сегмента. ..

  1. Космос
  2. Земля
  3. Пользователь

Функция космического сегмента заключается в генерации и передаче сигналов кода и фазы несущей с определенной структурой сигнала Galileo. Он также сохраняет и повторно передает навигационные данные, отправленные наземным сегментом.

Наземный сегмент является основным элементом системы, который управляет всей группировкой, включая средства навигационной системы и службы распространения.Наземный сегмент состоит из:

  • Два наземных центра управления (GCC)
  • Сеть телеметрии
  • Станции слежения и контроля (TT&C)
  • Сеть миссий восходящих станций (ULS)
  • Сеть сенсорных станций Galileo (GSS)

Пользовательский сегмент состоит из приемников GALILEO. Основная цель здесь — отслеживать координаты спутниковой группировки и обеспечивать очень точное время. Это делается, конечно, путем приема сигналов Галилео, определения псевдодальности (и других наблюдаемых) и решения навигационных уравнений.

Ожидается, что

GALILEO выйдет на полную работоспособность (FOC) к 2020 году.

5. ГЛОНАСС

Наконец, ГЛОНАСС — это российская версия GPS. Разработка началась в 1976 году Советским Союзом. Существует 5 версий ГЛОНАСС, в том числе:

  1. ГЛОНАСС (1982)
  2. ГЛОНАСС-М (2003)
  3. ГЛОНАСС-К (2011)
  4. ГЛОНАСС-К2 (2015)
  5. ГЛОНАСС-КМ (2025 г. — в фазе исследований)

Вспомогательный ГЛОНАСС

Assisted GLONASS (A-GLONASS) почти такой же, как GLONASS, но имеет больше функций для смартфонов.Эти функции включают в себя пошаговую навигацию, данные о дорожном движении в реальном времени и многое другое. А-ГЛОНАСС использует близлежащие вышки сотовой связи для быстрой фиксации вашего точного местоположения. Также улучшена производительность чипсетов с поддержкой ГЛОНАСС.

Разница между ГЛОНАСС и GPS GNSS

Во-первых, сеть GPS США включает 31 спутник, а ГЛОНАСС использует 24 спутника. Две системы также несколько различаются по точности. Точность определения местоположения ГЛОНАСС составляет 5-10 м, а GPS — 3,5-7.8м. Следовательно, точность GPS превосходит ГЛОНАСС, поскольку меньшее количество ошибок лучше.

Что касается частот, то ГЛОНАСС работает на частоте 1,602 ГГц, а GPS — на частоте 1,57542 ГГц (сигнал L1).

При использовании отдельно ГЛОНАСС не обеспечивает такое сильное покрытие по сравнению с GPS. На самом деле существенных преимуществ ГЛОНАСС перед GPS нет.

ГЛОНАСС — отличный помощник для GPS. Когда сигналы GPS теряются (например, когда вы находитесь между высокими зданиями), ГЛОНАСС придет вам на помощь.

Что общего у всех созвездий GNSS?

Короткий ответ — потребность в точном времени и точности.Обычно это достигается с помощью высокопроизводительных атомных часов с рубидием или спутниковых GPSDO LEO. Здесь, в Bliley Technologies, мы применили более чем 85-летний опыт управления частотой, чтобы предоставить миру одни из лучших решений для синхронизации для созвездий GNSS и спутников LEO.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *