Что глонасс: для чего она нужна, как работает и чем полезна

Содержание

Что такое ГЛОНАСС, для чего используется, как работает на автомобиле

Что такое ГЛОНАСС сегодня знают многие. Но как именно работает эта система, для чего она предназначена и что необходимо для ее эффективного использования, часто остается «за скобками».

Расценивать систему ГЛОНАСС просто как систему спутниковой навигации — значит, предельно упрощать ее функционал. Сегодня она может использоваться не только военными (как это было изначально задумано), но и владельцами коммерческих предприятий, а также рядовыми автолюбителями.

Что такое ГЛОНАСС и как работает система?

ГЛОНАСС – это российская разработка, которая обеспечивает точное позиционирование объекта в пространстве с минимальной погрешностью. Для определения координат используется специальное оборудование, которое при поддержке наземной инфраструктуры связывается с сетью спутников, выведенных на околоземную орбиту.

Принцип работы системы:

  • На объект, координаты которого необходимо определить, устанавливается приемно-передающее устройство – терминал.
  • Для позиционирования терминал подает запрос на спутники. Чем больше спутников ответят на запрос (в идеале – не менее 4), тем точнее будут определены координаты.
  • Ответный сигнал поступает в терминал, программный комплекс которого анализирует время задержки для разных спутников. На основе анализа ответной информации определяются координаты объекта, на котором установлено приемное оборудование.

При постоянной работе терминала (т.е. регулярной отправке запросов и анализе ответов) система ГЛОНАСС может определять не только положение, но и скорость движения объекта. При движении точность позиционирования снижается, но все равно остается достаточной для того, чтобы навигационное оборудования могло выполнить привязку координат объекта к электронной карте местности и построить маршрут.

Сравнение с основным аналогом — системой GPS

Дать полный ответ на вопрос «Что такое ГЛОНАСС?» невозможно без сравнения его с «ближайшим конкурентом» — системой глобального позиционирования GPS. Работы над обеими системами начались в СССР и США примерно в одно время – в начале 80х годов прошлого века. После того как спутниковая навигация вышла из-под полного контроля военных и стала применяться в коммерческих целях, ГЛОНАСС и GPS развивались по достаточно схожим сценариям.

Обе системы работают на базе группировок из 24 спутников на геостационарных орбитах. Но есть у них и отличия:

  • Российские спутники двигаются в 3 плоскостях (соответственно, 8 аппаратов на одну орбиту).
  • У спутников GPS выделено 4 орбиты по 6 аппаратов в каждой.
  • Погрешность позиционирования у GPS несколько ниже, но обе системы достаточно точно определяют координаты.
  • Основное преимущество GPS — практически 100% покрытие территории земного шара. ГЛОНАСС полностью покрывает территорию РФ, но за пределами Российской Федерации есть участки, в которых сигнал от спутников очень слабый или полностью отсутствует.
  • Также есть нюансы технического характера: сервис из США использует кодировку CDMA, российский — более сложную и потому более энергоемкую кодировку FDMA. Из-за этого срок эксплуатации спутников ГЛОНАСС сокращается, так что возникает потребность в более частом выводе техники на орбиту.
Параметры ГЛОНАСС GPS
Количество спутников 24 24
Кол-во спутников в плоскости 8 6
Кол-во орбит у спутников 3 4
Погрешность, м 2…6 2…4
Размер покрытия Вся Россия и 2/3 территории мира Около к 100% территории мира

Сложно говорить об однозначном преимуществе одной из двух описанных навигационных систем. Тем более что чаще всего оборудование для удаленного позиционирования делают комбинированным: оно может работать как со спутниками GPS, так и с аппаратурой ГЛОНАСС.

Сфера применения

Аппаратура и программное обеспечение, которое дает возможность определять местонахождение объекта с помощью спутниковой сети, может решать несколько задач.

Основная функция, которую выполняют бытовые терминалы ГЛОНАСС — глобальная навигация для транспорта. Такое оборудование представляет собой усовершенствованную карту: координаты, определённые терминалом, накладываются на план местности и показывают оптимальное направление движения к заданному пункту.

Кроме этого оборудование может использоваться:

  • В системах мониторинга транспорта. Предприятия, вынужденные отслеживать движение множества транспортных средств (автобусы для перевозки пассажиров, грузовики) по регулярным или нерегулярным маршрутам, получает возможность в любом момент увидеть, где находится та или иная машина. Для этого автомобили оснащаются ГЛОНАСС-терминалами, которые подключаются к программному обеспечению.

Кроме непосредственного отслеживания перемещения техники диспетчер получает возможность контролировать соблюдение скоростного режима, режима труда/отдыха шофера, сохранности груза в холодильных отсеках рефрижераторов, уровня горючего в баках/цистернах. Для решения этих задач может устанавливаться дополнительное оборудование, которое подключается к разъемам терминала.

  • В беспилотных автомобилях. Для беспилотников спутниковая система навигации наряду с сенсорами, которые считывают параметры окружения – основные управляющие элементы. Такое оборудование уже производится и проходит испытания — в том числе на трассах РФ. Эксперты прогнозируют рост доли беспилотной техники на дорогах уже в ближайшем будущем.
  • В противоугонных системах. ГЛОНАСС-трекер, скрытно установленный в машине, может подать сигнал тревоги, если координаты автомобиля изменяться без ведома хозяина. Кроме того, оборудование может периодически посылать сообщения с указанием местонахождения авто – это облегчит владельцу или представителям правоохранительных органов поиск украденной машины.

ГЛОНАСС для контроля транспорта

Если в сегменте систем навигации для водителей GPS традиционно остается более популярным, то ГЛОНАСС занимает более выгодную нишу в коммерческом сегменте. Связано это с активным развитием систем удаленного мониторинга транспорта.

Такие системы традиционно включают сеть ГЛОНАСС-терминалов, установленных на технике, и диспетчерское программное обеспечение. Внедрение мониторинга предусматривает его интеграцией с логистической схемой предприятия.

Основная задача – координация работы транспортного департамента и отслеживание движения автомобилей, перевозящих пассажиров или грузы, в режиме реального времени. Координаты каждой машины определяются по спутнику с установленным интервалом и накладываются на карту, потому диспетчер или руководитель департамента получает максимально объективную и оперативную информацию.

Кроме этого, мониторинг транспорта может использоваться для:

  • Повышения уровня дисциплины. Навигационный терминал отслеживает движение машины по маршруту, исключая нецелевое использование техники и простои. Любая незапланированная остановка или отклонение от маршрута должны быть мотивированы водителем, причем связаться с ним диспетчер может сразу при обнаружении нарушения.
  • Повышения безопасности движения и снижения аварийности. Система ГЛОНАСС дает возможность контролировать скорость движения, сигнализируя диспетчеру о превышении скорости. Кроме того, мониторинг позволяет отслеживать переработку для соблюдения режима труда и отдыха. Это не только снижает риск аварий из-за переутомления, но и гарантирует отсутствие штрафов при проверке показаний тахографа.
  • Контроль уровня горючего. Установка датчиков уровня топлива с подключением их к терминалу практически полностью исключает возможность хищения ГСМ.

Что такое ЭРА ГЛОНАСС?

Система определения координат с помощь спутников ГЛОНАСС может решать и еще одну задачу – экстренное оповещение об аварии. Для этого в машину устанавливается терминал ЭРА-ГЛОНАСС (УВЭОС) с SIM-картой для работы в мобильной сети, и «тревожная кнопка» для вызова диспетчера.

Если машина оборудуется ЭРА-ГЛОНАСС при производстве или поставке в РФ, то кроме терминала с кнопкой вызова в нее устанавливаются также датчики, реагирующие на повреждения и автоматически подающие сигнал тревоги при ударе или перевороте.

Основная задача системы — оповестить экстренные службы (ДПС ГИБДД, МЧС, Скорую Помощь) о ДТП, передав им координаты места аварии и базовые сведения о машине и пассажирах. При этом сигнал о произошедшем принимает диспетчер колл-центра, он же передает полученные сведения спасательным службам.

Особенности работы экстренного информирования

Работает ЭРА-ГЛОНАСС по простому принципу:

  • Сигнал тревоги может быть активирован автоматически (сработал датчик удара/переворота) или в ручном режиме (водитель либо кто-то из пассажиров нажал кнопку).
  • После того как сигнал поступит в колл-центр, диспетчер связывается с машиной в голосовом режиме (конструкция терминала включает динамик и микрофон). Это необходимо для исключения ложных вызовов или случайных срабатываний кнопки «SOS».
  • Если ответ не был получен, или водитель подтвердил факт ДТП, информация передается спасательным службам.

Автоматическая работа системы минимизирует время между аварией и прибытием помощи на место происшествия. Это значительно снижает смертность на дорогах, потому что у Скорой Помощи и спасателей появляется больше времени на оказание квалифицированной помощи.

Надежность системы очень высока: терминалы снабжаются автономными источниками питания, и даже при обесточивании бортовой сети во время аварии они сохраняют работоспособность в течение минимум нескольких часов. Этого вполне хватает для определения координат, а также для связи с колл-центром.

SIM-карта, установленная в терминале, обеспечивает устойчивую связь с диспетчером везде, где есть покрытие мобильной сети. Для обеспечения надежной связи приборы комплектуются эффективными антеннами для сотовой связи и спутников ГЛОНАСС. Обычно при хорошем качестве сигнала данные передаются по GPRS (используется 3G модем), при проблемах со связью терминала может отправлять служебные SMS с основной информацией для экстренных служб.

И сам сеанс связи с диспетчером, и вызов помощи путем активации экстренного информирования спасательных служб полностью бесплатны.

Какие данные собирает ?

УВЭОС обязательны к установке для всех автомобилей, которые выпускаются в обращение на территорию РФ. Но если новые машины оснащаются терминалами, тревожными кнопками и датчиками на производстве, то при импорте техники владелец обязан за свой счет установить ЭРА-ГЛОНАСС, иначе эксплуатировать машину в РФ будет невозможно.

Один из аргументов против оборудования автомобиля ЭРА-ГЛОНАСС – возможное отслеживание перемещения техники по спутниковой сети (т.е. незаконная передача личных данных спецслужбам) или прослушка салона. На практике же в терминалах не реализована функция трекинга, потому без ведома владельца отследить движение машины нельзя.

По информации производителей, терминал собирает и передает только такие данные:

  • Координаты места аварии.
  • Скорость на момент аварии.
  • Тип срабатывания сигнала тревоги (датчик удара/переворота, принудительный вызов).
  • Данные о машине: номер, марку, тип двигателя (бензин/дизель).
  • Количество пристегнутых ремней безопасности.

Также службам спасения передается информация, полученная диспетчером при разговоре с водителем.

Сегодня ГЛОНАСС — это не просто навигатор, который позволит не потеряться на незнакомых дорогах. Возможности спутникового позиционирования куда шире, и воспользоваться ими может как рядовой автовладелец, так и руководитель коммерческого предприятия с обширным парком автомобилей.

Принцип работы системы GPS ГЛОНАСС

6 марта 2018

Как работает система ГЛОНАСС мониторинга

Используя ГЛОНАСС/GPS оборудование, мы можем узнать местоположение и скорость транспорта. Сегодня термины ГЛОНАСС и GPS известны практически каждому. Используя ГЛОНАСС/GPS оборудование, мы можем в любой конкретный момент узнать о координатах контролируемого объекта, определить его скорость и направление движения. Но откуда берутся все эти данные? Каков принцип работы GPS ГЛОНАСC – подробнее в нашей статье.

Сегодня термины ГЛОНАСС и GPS известны практически каждому. Используя ГЛОНАСС/GPS оборудование, мы можем в любой конкретный момент узнать о координатах контролируемого объекта, определить его скорость и направление движения. Но откуда берутся все эти данные? Каков принцип работы GPS ГЛОНАСC?

Как работают системы GPS ГЛОНАСС

ГЛОНАСС/GPS системы состоят из трех элементов – космического, управляющего и пользовательского. Это:

  • спутники, расположенные на околоземной орбите;

  • управляющие станции и наземные антенны;

  • устройства со встроенными приемниками ГЛОНАСС/GPS сигналов.

Кратко принцип работы GPS ГЛОНАСС можно описать так:

  • Спутники поддерживают связь между собой и с наземной станцией, определяя свои координаты в пространстве и времени;

  • Каждый спутник постоянно отправляет на землю радиосигналы, содержащие информацию о своих координатах и времени передачи сигнала;

  • ГЛОНАСС/GPS приемник принимает сигналы с ближайших спутников, записывает время приемки каждого сигнала и его содержание, рассчитывает расстояние до спутников и на основании этих данных определяет свое местоположение по трем координатам – долготе, широте и высоте над уровнем моря. Для определения координат приёмник должен принимать сигнал как минимум четырёх спутников и вычислить расстояния до них.

Точность показаний совмещенных чипов ГЛОНАСС + GPS обычно не превышает 2-5 метров.

Как работает GPS ГЛОНАСС слежение за транспортом

Для отслеживания координат транспорта используются автомобильные трекеры, которые настраиваются на автоматическое получение сигналов от максимально-возможного количества ближайших спутников системы ГЛОНАСС и/или GPS.

Для обработки, хранения и анализа полученных данных трекеры подключается к системе спутникового мониторинга транспорта.

Принцип работы ГЛОНАСС/GPS на автомобиле заключается в следующем:

  1. Трекер отслеживает и записывает во встроенную память изменяющиеся координаты спутников, выходит в интернет через сим-карту и отправляет информацию на телематический сервер.
  2. Сервер принимает полученные данные и сохраняет их в базе данных.
  3. Клиентский интерфейс системы позволяет обрабатывать сохраненную на сервере информацию, формировать маршруты на карте, строить различные отчеты о работе транспортных средств, вести рейтинг водителей по управлению транспортным средством.

В зависимости от потребностей бизнеса к трекеру можно подключить дополнительное оборудование: датчики уровня топлива, датчики температуры, датчики работы механизмов, маяки, закладки, подключаться к CAN шине (бортовому компьютеру) и т.п.

Чтобы узнать больше о принципах и возможностях работы ГЛОНАСС/GPS на транспорте – позвоните или напишите нам. Мы оценим потребности вашей компании и порекомендуем оптимальное оборудование. Кроме того, с удовольствием расскажем, как оптимизировать и другие задачи управления транспортом – автоматизировать планирование перевозок, выписку путевых листов, работу водителей и экспедиторов, управление имуществом автопарка.

Поделиться:

Просмотров: 10865

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.

Чего нам ждать от ГЛОНАСС?

Юрий Матэвич, как идёт процесс внедрения ГЛОНАСС в систему обороны страны? – Напомню, что ГЛОНАСС – система двойного назначения с приоритетами в области обороны и безопасности Российской Федерации. Чтобы говорить о внедрении ГЛОНАСС в систему обороны страны, а именно в Вооружённые Силы, надо принять во внимание, что она является источником навигационной информации. Использование этой информации позволяет существенно повысить как технические характеристики вооружения и военной техники, так и эффективность применения армии и флота. ГЛОНАСС в данной области внедряется по ряду направлений: первое – использование навигационных технологий для обеспечения личного состава навигационной аппаратурой потребителей различного целевого назначения (индивидуальной, носимой, возимой). Это направление в настоящее время активно реализуется. Осуществляются разработка указанной аппаратуры потребителей, её поставка потребителям. Конечно, сейчас мы не можем сказать о стопроцентной оснащённости, но, учитывая уже достигнутое, а также параметры перспективных программно-плановых документов, ясно, что мы скоро удовлетворим потребности в указанной аппаратуре в полном объёме. Несколько слов о качественных характеристиках разрабатываемой навигационной аппаратуры. В Вооружённых Силах России предъявляются достаточно жёсткие требования к разрабатываемой технике. Это наложило определённый отпечаток на массогабаритные и стоимостные характеристики навигационной аппаратуры потребителей, разработанной в конце 1990-х – начале 2000-х годов. С развитием технологий производства облик аппаратуры меняется. Сейчас разрабатываются либо уже находятся в производстве её образцы с качественно новыми техническими и функциональными характеристиками. Второе направление внедрения ГЛОНАСС – использование навигационной аппаратуры или систем и комплексов на её основе непосредственно в системах управления оружием, на военной технике, автомобильном транспорте и в других целях. Спектр применения тут достаточно широк: начиная от оснащения ракет-носителей и космических аппаратов и заканчивая автомобильным транспортом общего назначения. Это направление наиболее актуально, так как позволяет перейти от использования понятия «навигация» как определение своего местоположения к более широкому применению навигационных технологий, а именно к созданию навигационно-информационных систем, которые позволяют решать комплексные задачи по навигационному обеспечению применения технических средств различного назначения. Сегодня осуществляется переход от оснащения навигационной аппаратурой вооружения и военной техники, уже имеющейся в Вооружённых Силах, к непосредственной её установке на заводах-изготовителях. Кроме того, в настоящее время идёт разработка проекта Федеральной целевой программы по поддержанию, развитию и использованию системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы. В рамках этой программы будет предусмотрен комплекс работ по созданию и развитию навигационных средств для всех заинтересованных силовых министерств и ведомств с учётом результатов эксплуатации уже имеющейся аппаратуры и перспектив развития орбитальной группировки системы ГЛОНАСС. – Кто конкурирует с ГЛОНАСС, как их обойти? Есть ли у ГЛОНАСС преимущества перед ними? – На сегодняшний день действуют две глобальные навигационные системы: российская ГЛОНАСС и американская GPS. Имеются планы по развёртыванию аналогичных систем в Европейском союзе и Китае (Compass/Beidou). Индия и другие страны недавно приступили к созданию своих региональных навигационных систем. В США принята программа построения к 2025 году новой архитектуры национальных средств навигации, которая решит задачи навигационного обеспечения потребителей (в первую очередь военных) с высокой точностью в любых условиях применения. Программа реализуется с 2011 года. Учитывая, что система ГЛОНАСС являет собой составную часть особо важной государственной инфраструктуры, обеспечивающей национальную безопасность и развитие экономики Российской Федерации в условиях широкомасштабных зарубежных программ развития спутниковой навигации, нам необходимо не только поддерживать систему на достигнутом уровне, но и всемерно способствовать её дальнейшему развитию. Значительный импульс в этом направлении дал Указ Президента Российской Федерации от 17 мая 2007 года № 638 «Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития Российской Федерации». Он определил порядок предоставления сигнала потребителям, организации работ по поддержанию и использованию ГЛОНАСС, а также перспективы её развития до 2020 года. Чтобы обойти наших конкурентов, важно в ближайшие годы решить ряд сложных задач: разработать и насытить рынок навигационных услуг конкурентоспособными базовыми модулями, образцами навигационной мультисистемной аппаратуры нового поколения и системами на её основе для специальных и гражданских потребителей; завершить развёртывание системы дифференциальной коррекции и мониторинга для гражданских и военных потребителей; завершить лётные испытания космических аппаратов серии «Глонасс-К» с расширенными функциональными возможностями; обеспечить на требуемом уровне эксплуатацию и модернизацию системы ГЛОНАСС, включая средства её наземного сегмента. Многое зависит от фундаментального обеспечения и новых дополнений для расширения сферы применения системы с целью достижения заданных тактико-технических характеристик. Для этого в рамках концепции создания и развития системы ГЛОНАСС на 2012–2020 годы предусмотрены конкретные работы и соответствующие объёмы финансирования. – Как система может и будет использоваться в повседневной жизни россиян? – Конкретный пример бытового применения ГЛОНАСС - автомобильные навигаторы, персональные навигаторы. Туристам, да и местным жителям ГЛОНАСС позволит лучше ориентироваться на местности, быстрее и полнее узнавать о находящихся рядом с маршрутом достопримечательностях. В случае опасности туристам поможет тревожная кнопка. Также найти широкое применение могут трекеры (небольшие следящие устройства), которые достаточно вшить в одежду ребёнка или пожилого человека, чтобы получить возможность в любой момент узнавать о его местоположении. Государство запустило два масштабных проекта, имеющих ярко выраженное социальное значение, – это внедрение единого номера «112» для вызова спасательных, медицинских служб и полиции при чрезвычайных ситуациях и, как логичное продолжение этого проекта, формирование системы экстренного реагирования при автодорожных авариях ЭРА–ГЛОНАСС. Цель этих систем – максимально ускорить оказание помощи попавшим в беду. Кроме того, навигационные технологии на основе системы ГЛОНАСС могут успешно использоваться по многим направлениям. В их числе градостроительство; кадастр недвижимости; геодезия и картография; планирование территории; проектно-изыскательские работы, исполнительные съёмки; строительство промышленных объектов; прокладка железнодорожных и автомобильных магистралей; в России и странах СНГ. Данная технология широко применяется во всём мире для различных приложений – от самых обыденных, например в геодезии, до более сложных, таких как точное управление механизмами. Есть все основания полагать, что начало сотрудничества в этой области позволит России использовать передовой мировой опыт развития инфраструктуры спутниковой навигации. Важно отметить, что с развитием системы ГЛОНАСС повышается интерес иностранных компаний к участию в её использовании.< В частности, активно участвуют в этом организации из стран СНГ, в первую очередь Украины и Казахстана, с которыми уже подписаны соответствующие соглашения. – Каковы состояние и перспективы развития орбитальной группировки ГЛОНАСС и её наземной составляющей? – В соответствии с Федеральной целевой программой «Глобальная навигационная система» основной задачей в 2011 году является доведение состава орбитальной группировки системы ГЛОНАСС до 24 космических аппаратов, используемых по целевому назначению. Этим составом орбитальной группировки будет достигнута стопроцентная доступность навигационного поля как на территории России, так и глобально. Разработанная программа запусков позволит в течение 2011-2013 годов поддерживать орбитальную группировку системы ГЛОНАСС в количестве 29–30 космических аппаратов, из которых 24 будут использоваться по целевому назначению, а 5–6 — находиться в орбитальном резерве. В связи с завершением в период 2013-2014 годов работы на орбите аппаратов «Глонасс-М» (запущены в 2005 и 2006 годах, гарантийный срок активного существования – 7 лет) в рамках разрабатываемой в настоящее время программы по поддержанию, развитию и использованию системы ГЛОНАСС на 2012–2020 годы предусматриваются работы по изготовлению и запуску 9 космических аппаратов на замену. В начале этого года начались лётные испытания нового навигационного аппарата «Глонасс-К» с увеличенным до 10 лет гарантийным сроком активного существования и улучшенными тактико-техническими характеристиками. Далее по окончании лётных испытаний поддержание орбитальной группировки системы ГЛОНАСС будет осуществляться «точечными» запусками аппаратов «Глонасс-К» с использованием ракеты-носителя «Союз-2» и разгонного блока «Фрегат». Важнейшая часть системы ГЛОНАСС, обеспечивающая точностные характеристики системы в целом, – её наземная составляющая. В 2011 году завершается модернизация этого сегмента в плане повышения надёжности и оперативности управления. В конечном счёте всё это позволит повысить точностные характеристики системы до уровня GPS и сделает ГЛОНАСС вполне конкурентоспособной на мировой арене. Беседовала Анна Потехина, "Красная Звезда".

Зачем нужен ГЛОНАСС, если есть GPS? — Татцентр.ру

Как обычный человек использует ГЛОНАСС в повседневной жизни

Сегодня на мировом рынке навигационных услуг царит американская GPS. Однако в конце января 2015 года компания ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева" получила возможность финансирования изготовления космических аппаратов «ГЛОНАСС-К» благодаря банку ВТБ. Речь идет о третьем поколении отечественных навигационных спутников. С их помощью Россия намерена бороться за место на мировом рынке навигационных услуг. Все знают о военных корнях спутниковой навигации, но вот вопрос: зачем рядовому пользователю нужна вторая спутниковая навигация в смартфоне, компьютере или автомобиле? Зачем гражданскому потребителю нужен ГЛОНАСС, если уже есть GPS? Оказывается, польза есть. И немалая.

1. ГЛОНАСС лучше работает в северных широтах

Спутники GPS запускаются на орбиту с наклонением около 55 градусов по отношению к экватору. То есть они никогда не залетают севернее (в южном полушарии — южнее) 55-й параллели. А это широта Москвы. Конечно, благодаря высокой орбите (20 200 км) пользоваться услугами GPS можно и в Заполярье, и все же чем севернее, тем ниже над горизонтом висят американские путеводные звезды и тем хуже условия приема их сигнала. Спутники ГЛОНАСС имеют орбиту высотой 19 400 км и наклонением около 65 градусов, а потому залетают на юг и север куда дальше. О преимуществах ГЛОНАСС хорошо знают, к примеру, в Норвегии и Швеции. Российская система на территории этих стран превосходит по точности и доступности американскую.

2. Точность навигации повышается при совместном использовании ГЛОНАСС и GPS

Точность ГЛОНАСС для гражданских пользователей в настоящее время составляет 2,8 м. GPS позволяет определить местоположение со средней ошибкой 1,8 м. Но надо учитывать, что точность навигационного приемника сильно зависит от расположения спутников на небосклоне, а последние находятся в постоянном движении. Приведенное выше отклонение в 1,8 м для GPS — усредненная цифра. Но если американские спутники выстроятся в неудачную конфигурацию (в одну линию, например), то ошибка возрастает, и может оказаться, что в данный момент времени ГЛОНАСС в конкретном месте окажется точнее GPS. Поэтому средняя точность измерений для двухсистемных навигаторов повышается до 1−1,5 м. Все больше производителей бытовой электроники (в их числе Apple, Nokia, Samsung, LG, Sony) оснащают свои гаджеты двухсистемными навигационными чипами, способными обрабатывать сигнал как GPS, так и ГЛОНАСС. Переход на двусистемность — только из-за возможной неудачной конфигурации? Или есть еще причины?

3. В экстремальных условиях одной системы может не хватить

Для навигационных измерений необходимо, чтобы в прямой видимости находились как минимум четыре спутника. По целевому назначению на орбите Земли в настоящее время используется 30 спутников GPS и 24 ГЛОНАСС. Поэтому в чистом поле приемник без проблем «видит» одновременно 10−11 спутников GPS и 8—9 ГЛОНАСС. Но в горах, в зоне высотной городской застройки, в лесу с густой листвой или при грозовой погоде сектор «чистого неба» резко сужается. И вполне может оказаться, что в данный момент времени необходимых четырех спутников GPS не видно. Вероятность же того, что в этот же момент не будет видно и четырех спутников ГЛОНАСС, гораздо меньше. Именно поэтому, к примеру, Федеральное агентство связи США намерено использовать ГЛОНАСС вместе с GPS в службе спасения «911» для определения местоположения людей, позвонивших с просьбой о помощи.

«Если же автомобильный навигатор в вашей машине имеет двухсистемный чип, вероятность его „зависания“ значительно уменьшается.»

Политика политикой, а жизнь человека дороже. Да и в обычной жизни двухсистемный навигатор может выручить. Простой пример: наверняка каждому, кто пользуется автомобильной спутниковой навигацией, приходилось пропускать нужный поворот из-за того, что навигатор в машине «слишком долго думает». Причина задержки чаще всего связана с тем, что прибор в самый нужный момент «теряет» спутник, загороженный зданием, эстакадой или фурой на соседней полосе. Если же автомобильный навигатор в вашей машине имеет двухсистемный чип, вероятность его «зависания» значительно уменьшается.

4. ГЛОНАСС и GPS будут совместимы

В настоящее время идут переговоры о введении международного стандарта спутниковой навигации. Именно такой стандарт будет использоваться в европейской навигационной системе Galileo, а также в китайской, японской и индийской навигационных системах, которые создаются в настоящий момент. После их развертывания навигационному приемнику в вашем телефоне станет вообще безразлично, с какой системой работать: он будет «видеть» в небе одновременно 30−40 навигационных спутников разной «национальности» и выбирать из них ту четверку, которая обеспечит наилучшую точность. Дополнительным преимуществом такой системы будет устойчивость к политическим и техническим рискам, что позволит вводить управление по спутниковой навигации там, где от бесперебойности ее работы зависит жизнь людей: при управлении воздушным транспортом и движением поездов, в «беспилотных» автомобилях, которым не нужен водитель. Именно такой «общепринятый» сигнал будет излучать модернизированный «ГЛОНАСС-КМ», запуск которого планируется в ближайшие годы.

Преимущества навигационных спутников третьего поколения «ГЛОНАСС-К»

  1. Гарантийный срок активного существования «Глонасс-К» увеличен до 10 лет против 7 лет у спутников «ГЛОНАСС-М» предыдущего поколения.

  2. «ГЛОНАСС-К» создан с использованием электроники только отечественного производства в отличие от «ГЛОНАСС-М», в котором применялись французские компоненты.

  3. «ГЛОНАСС-К» изготовлен на основе негерметичной платформы. То есть его электроника работает в условиях космического вакуума и не боится разгерметизации, что повышает надежность аппаратуры.

  4. Массу «ГЛОНАСС-К» удалось снизить до 935 кг вместо 1415 кг у старого «ГЛОНАСС-М». Поэтому запускать новый аппарат можно не тяжелым «Протоном», а с помощью гораздо более дешевой РН «Союз» среднего класса. Это снижает затраты на запуск в два раза.

  5. Мощность электропитания «ГЛОНАСС-К» за счет новых солнечных батарей с арсенид-галлиевыми преобразователями возросла с 1,4 до 1,6 кВт (площадь батарей при этом уменьшилась вдвое), что позволило разместить на том же спутнике аппаратуру международной службы спасения «Коспас-Сарсат», а в перспективе даст возможность подключения дополнительного оборудования, которое к 2020 году улучшит точность навигации до 1,6 м, а впоследствии — до 60 см.

Что такое система ГЛОНАСС и для чего она предназначена? | Вечные вопросы | Вопрос-Ответ

Последнее обновление: 10.10.2014

Первые испытания системы «ГЛОНАСС» начались 12 октября 1982 года запуском на орбиту спутника «Ураган».

Что такое система ГЛОНАСС?

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) — советская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Разработка ГЛОНАСС началась в СССР в 1976 году.

Изначально система создавалась для военных нужд, но затем нашла гражданское применение. Её используют для управления транспортными потоками на всех видах транспорта, для контроля перевозок ценных и опасных грузов, для контроля рыболовства в территориальных водах, во время поисково-спасательных операций, для проведения геодезических съёмок, при прокладке нефте- и газопроводов, линий электропередач, в строительстве и т. д.

Где используют приёмники ГЛОНАСС?

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

Для чего предназначена система ГЛОНАСС?

Основная цель ГЛОНАСС — определение местоположения (координат), скорости движения (составляющих вектора скорости), а также определение местоположения воздушных, наземных, морских объектов с точностью до одного метра.

То есть любой объект (корабль, самолёт, автомобиль или просто пешеход) в любом месте в любой момент времени способен всего за несколько секунд определить параметры своего движения.

Сигналы ГЛОНАСС принимают не только GPS-приёмники, бортовые навигаторы, но и мобильные телефоны. Информация о положении, скорости и направлении движения через сеть GSM-оператора отправляется на сервер сбора данных.

Данная система обеспечивает глобальное и непрерывное навигационное обслуживание всех категорий потребителей круглогодично, в любое время суток, вне зависимости от метеорологических условий. В любой точке земного шара потребители имеют доступ к сигналам ГЛОНАСС на безвозмездной основе и без ограничений.

Сколько спутников имеет ГЛОНАСС?

Гражданское применение системы ГЛОНАСС началось в 1993 году, к 1995 году на орбиту было запущено 24 спутника.

К 2001 году число спутников из-за недостатка финансирования и выхода части из них из строя сократилось до шести.

В 2010 году число спутников ГЛОНАСС увеличили до 26, основными являются 24, остальные резервные.

В настоящий момент в системе ГЛОНАСС насчитывается 29 космических аппаратов, из которых 24 используются по целевому назначению, один — на этапе лётных испытаний, один — на этапе ввода в систему, три — в орбитальном резерве.

Какое количество спутниковых навигационных систем существует в мире?

На сегодняшний день существует две системы глобальной спутниковой навигации. Кроме российской, есть ещё американская система навигации NAVSTAR GPS.

Отличие двух систем в том, что спутники ГЛОНАСС в своём орбитальном движении не имеют синхронности с вращением Земли. Благодаря этому они более стабильны, и, соответственно, им не требуется дополнительной корректировки, но при этом срок их службы заметно короче.

Спутники ГЛОНАСС вращаются на высоте 19 100 километров над Землёй. Приёмники ГЛОНАСС позволяют определить:

 

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

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

Кто курирует проект ГЛОНАСС?

Развитием проекта ГЛОНАСС занимается Федеральное космическое агентство (Роскосмос) и ОАО «Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем» («Российские космические системы»).

Смотрите также:

ТАСС: Сергей Карутин: новый сегмент ГЛОНАСС повысит точность навигации в Восточном полушарии

В октябре с космодрома Плесецк запланирован запуск навигационного спутника "Глонасс-К". Аппарат уже доставлен на космодром, с ним ведутся работы по подготовке к пуску. Это будет третий спутник этой серии в орбитальной группировке. О создании высокоорбитального космического комплекса ГЛОНАСС, повышении точности навигации и увеличении электронно-компонентной базы в соответствующих аппаратах в интервью ТАСС рассказал генконструктор ГЛОНАСС Сергей Карутин.

— Какие основные задачи выполняет ГЛОНАСС?

— В 2020 году завершается очередное десятилетие развития отечественной глобальной навигационной спутниковой системы — ГЛОНАСС. Начавшееся в 2006 году восстановление группировки дает видимые результаты, сегодня нашу повседневную жизнь сложно представить без сплошного искусственного радионавигационного поля, которое орбитальная группировка ГЛОНАСС предоставляет потребителям в глобальном масштабе с 2011 года.

Сегодня сигналы ГЛОНАСС используются для спасения жизней при дорожно-транспортных происшествиях, мониторинге и диспетчеризации воздушного, наземного и водного транспорта, синхронизации сетей подвижной сотовой связи и элементов энергосистемы страны, управления дорожной и сельскохозяйственной техникой и многих других.

Восстановление орбитальной группировки в 2011 году обеспечило полную навигационную независимость Российской Федерации. Несмотря на то что ГЛОНАСС предоставляет потребителям четыре типа навигационных услуг, всех интересует именно базовая. Это вполне объяснимо — она используется всеми потребителями, поэтому хочется рассказать о перспективах именно ее развития.

— В каком составе сейчас работает группировка ГЛОНАСС?

— Базовая навигационная услуга предоставляется посредством орбитальной группировки из 24 космических аппаратов (КА) в трех орбитальных плоскостях на средних круговых орбитах. Равномерное распределение КА по плоскостям обеспечивает глобальное мгновенное и всепогодное определение местоположения, параметров вектора скорости и ускорения потребителей, а также их временную синхронизацию.

Основу группировки составляют аппараты второго поколения — спутники "Глонасс-М", разработанные в 2003 году. Они демонстрируют фантастическую работоспособность, уже 14 космических аппаратов работают дольше гарантийного срока активного существования, четыре спутника в этом году празднуют 13-летнюю годовщину на орбите. Это превзошло все ожидания, ведь они не просто оказывают услугу, они успешно эксплуатируются расчетами Воздушно-космических сил Российской Федерации, которые обеспечивают постоянное повышение точности базовой услуги.

— Насколько улучшилась точность навигации?

— В 2014 году погрешность навигации за счет аппаратов составляла 1,4 м, но работа по повышению точности не останавливается ни на один день. 30 января этого года данные спутники обеспечили снижение погрешности до 0,9 м, а в течение недели погрешность не превышала 1,15 м.

Более того, запущенный 16 марта предпоследний спутник "Глонасс-М" показал точность предоставления базовой услуги 0,38 м на суточном интервале, его лучший недельный результат — 0,63 м

Необходимо отметить, что именно создание спутников "Глонасс-М" позволило потребителям во всем мире впервые получить навигационную услугу в двух диапазонах частот, что необходимо для снижения влияния ионосферы на точность навигации. Прием сигналов в двух диапазонах позволяет осуществлять навигацию в условиях возмущения этого слоя атмосферы во время магнитных бурь, вызванных солнечной активностью. Возмущения ионосферы приводят к увеличению погрешности навигации и временной синхронизации в несколько раз. 

— В октябре планируется запуск спутника "Глонасс-К", чем он отличается от предыдущего поколения?

— На космодроме Плесецк готовится к запуску аппарат третьего поколения "Глонасс-К", он предоставит потребителям еще больше возможностей — новый сигнал в третьем частотном диапазоне. Новый сигнал — точнее и информативнее. Поэтому поэтапное обновление орбитальной группировки позволит гарантированно повысить качество базовой навигационной услуги.

— А выполняемые задачи чем-то отличаются?

— Первые космические аппараты данного поколения были запущены в 2011 и 2014 годах и позволили нам отработать технологии создания навигационных спутников в негерметичном исполнении, когда бортовая аппаратура находится вне гермоконтейнера космического аппарата. Подобное решение позволило более чем в полтора раза снизить массу спутника. Этот резерв обеспечил расширение функциональных возможностей космического аппарата. 

Теперь аппараты "Глонасс" несут важную и благородную миссию бортового ретранслятора системы КОСПАС-SARSAT — поиска и спасания терпящих бедствие морских и воздушных судов.

С 1982 года система спасла уже более 50 тыс. жизней, и что интересно: практически сразу после запуска в ходе летных испытаний спутником был принят сигнал бедствия от потерпевшего крушение вертолета, и все пассажиры были спасены

— В 2021 году планируется первый запуск спутника "Глонасс-К2". Повысит ли он точность навигации?

— Опыт, полученный при создании аппаратов третьего поколения ("Глонасс-К"), позволил разработать космический аппарат четвертого поколения "Глонасс-К2". Это уникальный космический аппарат — он предоставит гражданским потребителям пять навигационных сигналов, точность навигационного обеспечения за счет этого спутника будет менее 0,3 м, срок активного существования — не менее десяти лет.

— Как продвигается работа по импортозамещению комплектующих спутников?

— Невозможно пройти мимо вопроса обеспечения импортонезависимости, переход на использование отечественной электронной компонентной базы (ЭКБ) открыл нам возможность определять ее функционал, и огромную помощь нам оказывает в этой работе Минпромторг России. За прошедшие шесть лет в изготавливаемой сейчас бортовой аппаратуре доля ЭКБ отечественного производства уже достигла величины более 95%.

— Ранее генеральный директор компании "Информационные спутниковые системы им. М.Ф. Решетнёва" (входит в госкорпорацию "Роскосмос") Николай Тестоедов анонсировал создание нового сегмента спутниковой системы ГЛОНАСС. Когда ожидается первый запуск по программе?

— Наш традиционный фокус на потребителя сохраняется, проведенные исследования показывают растущие потребности в навигационных услугах в сложных условиях, при которых КА виден под углами более 25° над линией горизонта. Для удовлетворения потребностей потребителей в качественных услугах с помощью новых кодовых сигналов в 2021 году начнется создание высокоорбитального космического комплекса (ВКК) ГЛОНАСС. С запуском первого спутника в 2025 году и полным развертыванием группировки из шести космических аппаратов в трех плоскостях к концу 2027 года будет на 25% повышена точность навигации в Восточном полушарии.

 В качестве основы для построения высокоорбитального космического комплекса будет использоваться прекрасно зарекомендовавшая себя платформа спутника "Глонасс-К", о которой уже подробно сказано выше.

— Существует какой-то контроль качества оказываемых навигационных услуг?

— Мы уделяем большое внимание контролю качества навигационных услуг ГЛОНАСС, и для решения данной задачи создана система контроля и подтверждения характеристик системы. Она включает сеть станций мониторинга сигналов ГЛОНАСС за рубежом, а также специализированные радиотелескопы, способные проводить анализ структуры и мощности радиосигналов у поверхности Земли. Результаты этого объективного мониторинга подтверждают правильность выбранных технических решений.

— Наблюдались ранее попытки создать помехи для работы российской навигационной системы?

— Важным вопросом является защита навигационных диапазонов частот от несанкционированных помеховых воздействий, и контроль за электромагнитной обстановкой в них стал для нас приоритетнейшей задачей, которую в первую очередь предстоит решать в нормативном поле.

В ближайшие годы запланирована большая работа по созданию комплексной системы нормативно-правового регулирования в сфере навигационной деятельности, выпуск целого ряда ключевых документов, гарантирующего потребителям требуемый уровень качества услуг со стороны операторов системы.

— В прошлом году был разработан Стандарт эксплуатационных характеристик ГЛОНАСС. Зачем он нужен?

— Этот основополагающий документ устанавливает значения достигнутых навигационных характеристик ГЛОНАСС с существенным гарантированным запасом, которые в сочетании с условиями приема сигналов и априорными оценками характеристик аппаратуры потребителя могут позволить потребителю оценить для себя конечные характеристики при решении конкретной задачи.

Стандарт является основой для проведения сертификации услуг ГЛОНАСС, а также для разработки стандартов более низкого уровня на конкретные образцы НАП, системы на основе ГЛОНАСС, для разработки международных стандартов Международной организации гражданской авиации (ИКАО), Международной морской организации (ИМО) и др.

Использование унифицированной номенклатуры эксплуатационных параметров и методик их расчета всеми ГНСС, включая ГЛОНАСС, GPS, Galileo и BDS, является общепринятой мировой практикой. Аналогичные стандарты уже опубликованы для GPS, Galileo и BDS и постоянно обновляются.

— Как в ближайшее время планируется улучшать точность навигации ГЛОНАСС?

— Одной из важнейших задач 2020 года является гармонизация потребительского интерфейса ГЛОНАСС. Выше было отмечено влияние среды распространения на точность навигации, поэтому готовятся к опубликованию новые редакции интерфейсных контрольных документов (ИКД) ГЛОНАСС, которые описывают параметры взаимодействия между аппаратами "Глонасс" и навигационной аппаратурой потребителя.

Предполагается, что повышение точности ГЛОНАСС будет достигнуто за счет введения в резервные разряды кадров навигационных сообщений дополнительной информации. В частности, будут введены математические модели вычисления ионосферных и тропосферных задержек. Параметры модели ионосферы будут включены в состав навигационного сообщения, а тропосферной модели требуется только информация о широте расположения навигационного приемника и сезоне года.

Изменения ИКД для сигналов с частотным и кодовым разделением для передачи дополнительной информации обеспечат обратную совместимость для бессбойной работы существующего парка навигационной аппаратуры потребителя и передачу параметров тропосферы и ионосферы в дополнительных разрядах.

Что лучше всего подходит для приложений слежения?

За последние несколько лет стало доступно множество наборов микросхем, которые могут отслеживать группировки спутников в дополнение к GPS. От клиентов часто задают вопрос: что лучше всего подходит для моего приложения, GPS или ГЛОНАСС? Быстрый ответ: «Используйте их оба». К сожалению, чем больше созвездий вы добавите, тем выше будет цена. В этой короткой статье я рассмотрю некоторые из основных различий между этими технологиями и опишу различные варианты, доступные дизайнеру.Мы надеемся, что это станет хорошей отправной точкой в ​​поисках лучшего решения для отслеживания вашего приложения.

Краткий обзор спутниковых технологий

Давайте сделаем шаг назад и посмотрим на технологию в целом. Группа спутников, передающих информацию о местоположении, называется созвездием. Спутники транслируют сигналы на Землю, и, вычисляя разницу во времени приема сигналов от разных спутников, приемник может определить, где он находится.Положение спутников известно и предоставляется в сигналах, которые они транслируют. Глобальная система позиционирования (GPS) - самая старая из таких группировок. Он был разработан военными США и начал действовать в 1995 году. Он называется Global, потому что вы можете принимать сигналы от этого созвездия в любой точке мира. Напротив, QZSS - это японская региональная система, охватывающая только Азию и Океанию. Для приложений слежения важно, чтобы ваш приемник мог "видеть" (или принимать сигналы) по крайней мере 4 спутника, чтобы иметь возможность вычислять широту, долготу и высоту.Если одна из этих переменных известна, требуется меньше спутников. Здесь важно понимать, что чем больше спутников ваш приемник может «видеть», тем меньше вероятность того, что он потеряет отслеживание.

Различия между GPS и ГЛОНАСС

Теперь, когда у нас есть представление о том, как работает система и что нам нужно для отслеживания, давайте сравним GPS с российской системой ГЛОНАСС. Что касается GPS, США обязались поддерживать как минимум 24 работающих спутника GPS в 95% случаев.За последние несколько лет стабильно работал 31 спутник. Созвездие ГЛОНАСС также было завершено в 1995 году, но в конце 1990-х годов стало неполным из-за потери спутников. При Владимире Путине проект ГЛОНАСС стал приоритетным и получил существенное увеличение финансирования. К октябрю 2011 года была восстановлена ​​полная группировка из 24 спутников, что обеспечило глобальный охват. С точки зрения точности позиционирования GPS в целом немного лучше, чем ГЛОНАСС, но из-за различного позиционирования спутников ГЛОНАСС ГЛОНАСС имеет лучшую точность в высоких широтах (далеко на севере или на юге).

Доступные модули GPS

Итак, если у вашего продукта всегда будет беспрепятственный обзор неба или вы хотите самое дешевое решение, я бы порекомендовал GPS. Telit предлагает множество модулей GPS с отличными характеристиками. Их самый маленький модуль GPS, SE880, имеет размер всего 4,7 x 4,7 мм без антенны.

Модули Telit не поставляются со встроенной антенной, поэтому для клиентов, которые хотели бы иметь полное решение, мы предлагаем модули Antenova, такие как M10478-A1, который составляет 13.8 x 9,5 мм и включает бортовую антенну.

Доступные модули GPS + ГЛОНАСС

Для приложений в городских условиях, где высокие здания могут закрывать часть неба, я всегда рекомендую решение, которое использует преимущества спутников GPS и ГЛОНАСС. Проезжая между высокими зданиями, вы понимаете, что это ограничивает количество спутников, которые будут видны приемнику. Если вы полагаетесь только на одно созвездие, то на таком небольшом участке неба может не быть видны 4 спутника, что затрудняет определение местоположения.Когда вы добавляете второе созвездие, вы удваиваете свои шансы получить исправление в этой среде.

Telit предлагает несколько модулей GPS + ГЛОНАСС, которые легко объединяют информацию от обоих созвездий. SE868-V2 - популярный выбор из-за его занимаемой площади 11 x 11 мм. Помимо GPS и ГЛОНАСС, он также готов работать с QZSS, Galileo (Европа) и Compass (ранее BeiDou, Китай), поэтому в вашем дизайне можно будет использовать эти созвездия в будущем.

Antenova также предлагает M10478-A3, который имеет такую ​​же площадь основания 13,8 x 9,5 мм и охватывает как GPS, так и ГЛОНАСС, но включает в себя бортовую антенну.

Symmetry предлагает гораздо больше модулей позиционирования в дополнение к этим продуктам, а также оценочные комплекты, чтобы сократить время разработки. Мы также предлагаем антенны в дополнение к этим модулям и можем помочь выбрать правильный модуль и антенну для вашей конструкции. Чтобы получить помощь в выборе модулей и антенн, позвоните нам по телефону (310) 536-6190 или свяжитесь с нами через Интернет.

Автор: Cobus Heukelman

ГЛОНАСС | НовАтель

ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система, Россия)

ГЛОНАСС была разработана Советским Союзом как экспериментальная система военной связи в 1970-х годах. Когда «холодная война» закончилась, 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 ухудшения характеристик ГЛОНАСС Россия взяла на себя обязательство довести систему до требуемого минимума в 18 активных спутников. В настоящее время ГЛОНАСС имеет полноценное развертывание 24 спутников в группировке.

спутника 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

Сателлиты 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 равноотстоящих спутников. Один из спутников будет находиться в одной и той же точке неба в одно и то же звездное время каждый день.

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 ту 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 появятся одновременно в поле зрения приемника на поверхности Земли, как показано на Рис. 32.

Модернизация ГЛОНАСС

По мере того, как срок службы существующих 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 был 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 унаследованных приемников. Запуск спутников ГЛОНАСС-К2 планируется начать с 2015 года.

L5

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

Что такое ГЛОНАСС? - все RF

ГЛОНАСС или Глобальная навигационная спутниковая система - это разработанная Россией спутниковая навигационная система, состоящая из 24 спутников в трех орбитальных плоскостях с восемью спутниками в каждой плоскости.Россия начала разработку ГЛОНАСС в 1976 году как экспериментальную систему военной связи. Они запустили первый спутник ГЛОНАСС в 1982 году, и группировка стала полностью функциональной в 1995 году.

Спутники выведены на условно круговые орбиты с наклоном цели 64,8 градуса и радиусом орбиты 19 140 км, что примерно на 1060 км ниже, чем у спутников GPS, с период обращения по орбите 11 часов 15 минут.

Версии ГЛОНАСС:

  • ГЛОНАСС - Эти спутники были запущены в 1982 году для военных и официальных организаций.Они предназначались для измерения погоды, определения местоположения, времени и скорости.
  • ГЛОНАСС-М - Эти спутники были запущены в 2003 году для добавления второго гражданского кода, который важен для картографических приемников ГИС.
  • ГЛОНАСС-К - Эти спутники были запущены в 2011 году для добавления третьей гражданской частоты. Они бывают трех типов - К1, К2 и КМ.
  • ГЛОНАСС-К2 - Эти спутники будут запущены после 2015 года (в настоящее время на стадии проектирования).
  • ГЛОНАСС-КМ - Эти спутники будут запущены после 2025 года (в настоящее время на стадии исследований).

В настоящее время в эксплуатации находятся спутники ГЛОНАСС-М второго поколения, а также спутники ГЛОНАСС-К1, а спутники ГЛОНАСС-К2 и КМ находятся в стадии разработки. Сигналы ГЛОНАСС имеют ту же поляризацию (ориентацию электромагнитных волн), что и сигналы GPS, и имеют сопоставимую мощность сигнала.

Каждый спутник ГЛОНАСС передает C / A-код для стандартного позиционирования на частоте L1 и P-код для точного позиционирования на L1 и L2. P-код доступен только для военных целей.В отличие от GPS и Galileo, ГЛОНАСС использует разные частоты для каждого спутника.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть диапазоны частот ГЛОНАСС.

Что такое лучшая GNSS? ⋆ Expert World Travel

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

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

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

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

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

Почему существует так много разных навигационных систем?

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

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

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

Однако гражданские лица не всегда могут выбрать, какую спутниковую систему они хотят использовать. Америка является прекрасным примером этого, поскольку их FCC требует, чтобы все приемники, которые используют неамериканские сигналы, были лицензированы. Странно то, что миллионы производителей продают нелицензионные устройства с ГЛОНАСС, поэтому, по-видимому, русские нашли способ обойти это правило. ЕС Galileo была одобрена FCC только в 2018 году - за два года до этого вы не могли видеть ни одного спутника Galileo на своем телефоне, даже если его чип мог их обнаруживать.

О системе GPS

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

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

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

Теперь давайте поговорим о самой важной особенности любой GNSS, а именно о точности определения местоположения. Позиционная точность GPS составляет до 5 метров под открытым небом, что неплохо. И в течение многих лет, даже десятилетий, это был стандарт, который должны были предлагать все другие спутниковые навигационные системы.Помните, что в течение некоторого времени GPS была единственной глобальной системой точного позиционирования, а со временем практически стала синонимом GNSS. Многие люди считают само собой разумеющимся, что GPS - это просто то, что определяет ваше местоположение, даже не задумываясь о том, что их телефон принимает данные с американских спутников на орбите Земли.

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

О ГЛОНАСС

ГЛОНАСС - это Глобальная навигационная спутниковая система , и она принадлежит России. Первый спутник ГЛОНАСС был запущен в 1982 году - всего через 4 года после того, как США запустили собственные спутники GPS. Однако стоит отметить, что группировка спутников ГЛОНАСС была полностью готова к эксплуатации в 1995 году, но вскоре после этого была выведена из строя из-за проблем с финансированием.Только в конце 90-х эта система снова стала одним из главных приоритетов.

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

Во многом GPS и ГЛОНАСС практически одно и то же.Спутники ГЛОНАСС находятся на высоте 11890 миль, что всего на 600 миль отличается от спутников GPS. В космосе это совершенно незначительно. Кроме того, спутники ГЛОНАСС также используют среднюю околоземную орбиту и могут совершить 2,125 оборота вокруг Земли за день. Они могут совершить один оборот на 30 минут быстрее, чем спутники GPS, но только потому, что они немного ближе к Земле.

В реальном мире это абсолютно ничего не значит. Единственная вещь, от которой вы можете выиграть, - это тот факт, что спутники ГЛОНАСС предлагают точность с диапазоном точности 4.5-7 метров . Но даже это означает, что иногда они более точны, чем GPS, а иногда нет. На практике люди обычно считают, что ГЛОНАСС немного менее точен, чем GPS.

О Galileo

Galileo - самая молодая из всех этих навигационных систем, и это проект, разрабатываемый Европейским Союзом . Важно отметить, что к концу 2020 года предполагается, что Galileo будет полностью введена в эксплуатацию, имея в общей сложности 30 спутников в группировке.Предполагается, что из этих 30 24 спутника будут полностью работоспособными, а оставшиеся 6 - запасными. Первый испытательный спутник Galileo был запущен в 2005 году, но мы не видели реального действующего спутника на орбите до 2011 года. Сама навигационная система заработала только в 2016 году.

Спутники Galileo

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

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

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

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

В чем преимущество использования более чем одной GNSS?

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

Но есть некоторые преимущества использования комбинации двух спутниковых систем.Когда вы используете только GPS, ваше устройство может выбирать между 30 различными спутниками, чтобы определить ваш сигнал. Но когда вы используете GPS с ГЛОНАСС или с Galileo, это количество видимых спутников почти вдвое. Это означает, что устройство может быстрее определять ваше точное местоположение, а в некоторых случаях даже повышается точность определения местоположения. Имейте в виду, что ваш приемник должен подключаться к четырем спутникам для определения вашего местоположения - когда вы включили и GPS, и ГЛОНАСС, или Galileo, у устройства просто будет больше спутников на выбор, что позволит ему быть на быстрее и точнее на .

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

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

GNSS на практике

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

Если говорить о надежных уличных часах или устройствах Garmin GPSMap, все обстоит немного иначе.Я использую здесь в качестве примера компанию Garmin, потому что это самая популярная компания в области навигации, независимо от того, говорим ли мы об автомобилях или о пеших прогулках. Их устройства обычно имеют возможность включить либо ГЛОНАСС, либо Galileo, но вы можете использовать их только в сочетании с GPS. Что, честно говоря, нормально - единственный недостаток в том, что ваша батарея разряжается быстрее, но вы получаете более быстрое и точное определение местоположения.

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

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

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

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

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

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

Новые преимущества комбинированных наблюдений GPS и ГЛОНАСС для мониторинга высокоширотных ионосферных неоднородностей: на примере июньской геомагнитной бури 2015 г. | Земля, планеты и космос

Сравнение измерений GPS и ГЛОНАСС в полярном регионе

На рисунке 3 представлены два примера измерений GPS и ГЛОНАСС для двух наземных станций PFRR (65.1 ° с. 147,4 ° з.д.) и MAC1 (54,5 ° ю.ш .; 158,9 ° в.д.), расположенных в полярных регионах северного и южного полушарий соответственно. На левых панелях показана геометрия распределения IPP наблюдений GPS (синие точки) и ГЛОНАСС (красные точки) над этими станциями (черная точка) за 24 часа 22 июня 2015 г. Хорошо видно, что наблюдения ГЛОНАСС могут покрывать более широкая область в соответствующем направлении к полюсу, чем зона покрытия GPS. Как мы объясняли выше, это связано с более высоким наклоном орбит спутников ГЛОНАСС (65 ° vs.55 ° GPS). Поэтому спутники ГЛОНАСС могут отслеживаться одним и тем же операционным приемником GNSS на гораздо более высоких широтах, чем спутники GPS. Средняя и правая панели рис. 3 показывают значения ROT и ROTI, рассчитанные отдельно от измерений GPS и ГЛОНАСС. Левая ось этих графиков показывает PRN (псевдослучайный шум) - номер спутника. Отметим усиление активности ионосферных неоднородностей, начавшееся в ~ 07 UT на обеих полярных станциях GNSS. Эти повышения хорошо коррелируют с тремя периодами повышенного индекса АЕ: 06–11, 15–17 и 18–21 UT 22 июня 2015 г. (см. Рис.1г). Следует отметить важную особенность: поведение значений ROT / ROTI и их амплитуды очень похожи между измерениями GPS и ГЛОНАСС. Другими словами, они действуют одинаково. Поэтому вклад данных ГЛОНАСС с разной геометрией и пространственным расположением может существенно дополнить наблюдения GPS. Таким образом, измерения флуктуаций (ROT / ROTI) от GPS и ГЛОНАСС совместимы и согласованы друг с другом и могут быть объединены в составной результат, такой как карта ROTI.

Рис. 3

Примеры измерений GPS и ГЛОНАСС для двух наземных станций PFRR (65,1 ° N; 147,4 ° W) и MAC1 (54,5 ° S; 158,9 ° E) в тревожный день 22 июня 2015 г .: распределение проекций IPP по одной станции ( левая панель, ) с черной точкой , указывающей местоположение станции; производная вариация ROT ( средняя панель, ) и вариация ROTI ( правая панель ) вдоль всех видимых спутников. Измерения GPS показаны синим цветом, измерения ГЛОНАСС - красным , а левая ось показывает номер спутника (PRN)

Двухмерные комбинированные карты GPS и ГЛОНАСС ROTI

На рисунках 4 и 5 показаны почасовые карты ROTI, построенные в полярной географической проекции над северным и южным полушариями соответственно для спокойного дня 20 июня 2015 г. и двух тревожных дней июня. 22 и 23, 2015.На основе объединенных наблюдений GPS и ГЛОНАСС эти карты ROTI были построены с высоким пространственным разрешением (1 ° × 1 ° по географической широте и долготе) и временным интервалом 1 час. Карта для 00 UT означает, что здесь мы усредняли данные с 00:00 до 00:59 UT. Полный набор почасовых карт ROTI доступен во вспомогательной информации (Дополнительный файл 1: S1, Дополнительный файл 2: S2, Дополнительный файл 3: S3).

Рис. 4

Двумерные карты ROTI, полученные из объединенных наблюдений GPS и ГЛОНАСС над северным полушарием для спокойного дня a 20 июня и тревожных дней b 22 июня и c 23 июня , 2015. Каждая вертикальная строка показывает карты ROTI, построенные с разрешением 1 час и показанные здесь с интервалом 4 часа. Черная точка показывает расположение геомагнитного полюса

Рис. 5

Двумерные карты ROTI, полученные из объединенных наблюдений GPS и ГЛОНАСС над южным полушарием для , спокойного дня 20 июня и тревожных дней b 22 июня и c 23 июня 2015 г. Каждая вертикальная строка показывает карты ROTI, построенные с разрешением 1 час и показанные здесь с интервалом 4 часа. Черная точка обозначает положение геомагнитного полюса. Полный набор двумерных карт по обоим полушариям с интервалом времени 1 час доступен во вспомогательных материалах как Дополнительный файл 1: S1, Дополнительный файл 2: S2, Дополнительный файл 3: S3 соответственно до 20 июня, 22 июня и июня. 23 года 2015

Следует отметить, что североамериканский и европейский секторы имеют существенно лучший охват данными, чем другие регионы северного и южного полушария (см.рис.2а, д), поэтому почасовые карты ROTI показывают лучший охват данными и более высокое разрешение по этим регионам. В целом, средние и высокие широты северного полушария демонстрируют надлежащее покрытие наблюдениями GPS и ГЛОНАСС в широком долготном диапазоне от 140 ° з.д. до 50 ° в.д. Помимо GNSS, нет другого радиооборудования, способного обеспечить такое покрытие данными с земли.

Эти ежечасные карты ROTI демонстрируют динамику ионосферных неоднородностей в географической системе координат.Значения ROTI, отмеченные темно-синим цветом (ROTI ниже 0,2 TECU / мин), представляют собой очень слабые ионосферные неоднородности или их отсутствие. Значения ROTI, отмеченные оранжевым и красным цветом (ROTI> 0.8–1.0 TECU / min), соответствуют возникновению интенсивных ионосферных неоднородностей в этом секторе. Анализ карт ROTI для спокойного дня 20 июня 2015 г. (рис. 4а, 5а) выявил очень спокойную ситуацию над полярными областями в обоих полушариях с довольно слабыми неоднородностями, возникающими в окрестности геомагнитных полюсов.

Первые заметные изменения в характере распределения неоднородностей появились после 07–08 UT 22 июня 2015 г., инициированные вторым приходом CME и первым усилением авроральной активности (см. Рис. 1). Наиболее интенсивные неоднородности в обоих полушариях наблюдались после 16 UT 22 июня. Было обнаружено, что очень высокие значения ROTI (> 0,8–1 TECU / мин) образуют овальную структуру вокруг северного геомагнитного полюса. Далее, полученный с помощью GNSS овал неоднородности расширялся к экватору в течение нескольких часов, и его экваториальный край был обнаружен в североамериканском секторе на географической широте ~ 45 ° N – 50 ° N в течение более 2–3 часов.Наибольшие значения интенсивности ROTI в этом овальном элементе наблюдались в основном над Северной Европой. Следует также подчеркнуть, что интенсивные ионосферные неоднородности наблюдались над Южной Европой на географической широте от ~ 25 ° N до 40 ° N во время главной фазы шторма в 20-04 UT (рис. 4; дополнительный файл 2: S2, дополнительный файл 3: S3). Эти неоднородности были связаны с появлением вырывов плазмы и экваториальных плазменных пузырей в постзакатном секторе (20-04 UT) над низкими широтами Западной Африки после быстрого проникновения электрических полей в 18-20 UT 22 июня 2015 г. (для подробнее см. Черняк, Захаренкова, 2016б).

Ионосферные неоднородности, возникшие во время геомагнитной бури в июне 2015 года и обнаруженные в результате комбинированных наблюдений GPS и ГЛОНАСС, влияют на характеристики навигационной системы. Отчет об анализе характеристик системы WAAS показал, что в период с 22 по 23 июня наблюдалось снижение характеристик курсового радиомаяка с вертикальным наведением (LPV) и характеристик курсового радиомаяка с вертикальным наведением до высоты принятия решения 200 футов (LPV200), обеспечиваемой WAAS в континентальной части США. (КОНУС), Аляска и Канада (Ваннер, 2015).В этих областях наблюдались сильные ионосферные неоднородности, связанные с высыпаниями авроральных частиц, более подробно описанные в следующих подразделах. Более того, очень интенсивные неровности приводят к снижению производительности Европейской геостационарной навигационной службы (EGNOS). Очень интересно отметить, что влияние возникновения ионосферных неоднородностей на характеристики GNSS в европейском секторе наблюдалось не только в высоких широтах (неоднородности, связанные с выпадением частиц и образованием ионосферных пятен), но также и в Южной Европе и в Средиземноморском регионе. (неоднородности, связанные с бурными плазменными истощениями экваториального происхождения, т.д., развитие плазменных пузырей) (Черняк, Захаренкова, 2016б).

На высоких широтах образование и эволюция ионосферных неоднородностей были связаны с высыпанием авроральных частиц после прихода КВМ и дальнейшим развитием главной фазы этой геомагнитной бури.

На рисунке 5 представлена ​​эволюция ионосферных неоднородностей над южным полушарием. Здесь также можно оценить различия в возникновении, интенсивности и местоположении ионосферных неоднородностей.Мы отмечаем появление высоких значений ROTI вблизи геомагнитного полюса, которые могут быть связаны с ионосферными неоднородностями, вызванными высыпанием частиц на дневной куспид (например, Kelley et al. 1982; Weber et al. 1984). Ионосферные неоднородности такого происхождения обычно развиваются даже в спокойных геомагнитных условиях (см. Рис. 5а).

Видно выраженное усиление и расширение зоны неоднородности к экватору. Следует отметить, что из-за существенно худшего покрытия данными GNSS над южным полушарием (из-за преобладания площади океана) такие эффекты наблюдались в ограниченном диапазоне долгот 30 ° E – 170 ° E (в основном над станциями GNSS в Антарктиде). , а также в сетях Новой Зеландии и Австралии и на островах в Тихом океане).Такое ограниченное покрытие в южном полушарии не позволяет отобразить всю картину поведения ионосферных неоднородностей с помощью карт ROTI с разрешением 1 ч с такой детализацией, как в северном полушарии. Несмотря на это ограничение, 1-часовые карты ROTI четко показали эволюцию зоны ионосферных неоднородностей во времени. Рисунок 5b демонстрирует возникновение узкой овальной или кольцевой структуры вокруг геомагнитного полюса в 16 UT, а затем эта зона расширилась и охватила весь континент Антарктида (20 UT).Далее зона неоднородностей расширилась к экватору и достигла Новой Зеландии и Южной Австралии с гораздо меньшими значениями ROTI около южного магнитного полюса (рис. 5c, 04 UT). В целом эволюция овала неровностей довольно похожа на эволюцию, наблюдаемую в северном полушарии. Однако следует учитывать сезонные (от зимы к лету) различия между полушариями. Лаундал и Остгаард (2009) объясняют эту асимметрию в терминах межполушарных течений, связанных с сезонами: ожидается, что разница в проводимости ионосферы вызовет разную интенсивность полярных сияний в двух полушариях, а также когда ММП имеет значительные Bx и By. составная часть.Все эти условия наблюдались во время геомагнитной бури 22–23 июня.

Меридиональные срезы объединенных карт GPS и ГЛОНАСС ROTI

Для сравнения временной эволюции ионосферных неоднородностей, вызванных бурей во время геомагнитной бури 22–23 июня 2015 г., мы выбрали наиболее репрезентативные и охватываемые данными долготные секторы. в обоих полушариях и проанализировали меридиональные срезы карт GPS и ГЛОНАСС ROTI. Для увеличения временного разрешения мы рассчитали карты ROTI с частотой дискретизации 15 минут вместо 1 часа, как представлено в разделе «Двухмерные комбинированные карты ROTI GPS и ГЛОНАСС».На рисунке 6 показано сравнение индексов SYM-H (разрешение 1 мин Dst) и аврорального электроджета (AE) с меридиональными срезами возмущений ROTI, оцененными вдоль следующих долгот: 85 ° з.д. в Северной Америке, 20 ° в.д. в Европе. , 70 ° з. Д. В Южной Америке и 150 ° в. Д. В австралийском секторе в спокойный день 20 июня и два возмущенных дня 22–23 июня 2015 г. Меридиональные срезы построены как среднее значение возмущений ROTI в диапазоне ± 5 ° вокруг выбранной географической долготы и отображается как функция географической широты и времени.Мы рассматриваем диапазон географических широт 30 ° –90 ° в обоих полушариях. Левая вертикальная ось на рис. 6b – e показывает географические широты, а правая ось показывает соответствующие скорректированные геомагнитные широты. Необходимо отметить, что из-за различия геомагнитного и географического полюсов меридиональные срезы на рис. 6б, д пересекали широту геомагнитного полюса.

Рис. 6

Сравнение a индексов SYM-H и AE с разрешением 1 мин и возмущений ROTI с разрешением 15 мин в зависимости от географической широты и времени, оцененных вдоль b 85W в Северной Америке, c 20E в Европе, d 70W в Южной Америке и e 150E в австралийском секторе в течение 20 и 22–23 июня 2015 г.Левая вертикальная ось для графиков b - e показывает географические широты, правая ось - соответствующие скорректированные геомагнитные широты

Для спокойного дня 20 июня 2015 г. меридиональные срезы карт ROTI северного полушария, показанные на рис. 6b – e, показали наличие ионосферных неоднородностей на высоких широтах только в пределах 70–80 ° MLAT (близко к области каспа). ) в американском и австралийском секторах, вероятно, вызванных выпадением мягких частиц.Первый заметный пик в распределении неоднородностей, рассчитанных по ROTI, был выявлен после ~ 06 UT 22 июня 2015 г. во всех рассматриваемых широтных секторах. Этот период соответствовал второму приходу CME в 05:45 UT, быстрым изменениям индекса SYM-H и первому усилению авроральной активности, представленному увеличением индекса AE на ~ 1300 нТл (см. Рис. 6а). Следующий пик ионосферных неоднородностей на высоких широтах наблюдался в 15-17 UT. Эти процессы были инициированы поворотом Bz ММП на юг и дальнейшим усилением авроральной активности, когда AE выросла до ~ 1340 нТл, а SYM-H упала до -70 нТл.В этот период ионосферные неоднородности также регистрировались одновременно к экватору, как 70 ° MLAT в Северной Америке и 65 ° MLAT в Европе (рис. 6b, c).

Наиболее интенсивные неоднородности в высоких и средних широтах обнаружены в 18-22 UT 22 июня, что связано с новым периодом повышенной авроральной активности с двумя пиками индекса AE ~ 2180 и ~ 2700 нТл в 18:49 и 20:10 UT соответственно. В течение этого периода SYM-H увеличился до +88 нТл и быстро упал до значения -139 нТл с резкой скоростью изменения около -130 нТл / ч.В результате в этот период были обнаружены высокоширотные неровности в направлении к экватору, например, 54 ° MLAT в Северной Америке и 45 ° MLAT в Европе. В южном полушарии их сигнатуры простирались к экватору до -55 ° MLAT в Южной Америке и -50 ° MLAT в австралийском секторе (рис. 6d, e). Кроме того, мы обнаружили, что изображения с прибора SSUSI на борту четырех спутников DMSP (доступны по адресу http://ssusi.jhuapl.edu/data/edr-aur-anim//years/2015/173/EDR-AUR_LBHS_2015173.gif и помещены как Дополнительный файл 4: S4) выявил усиление авроральной активности 22 июня 2015 г. и расширение зоны полярных сияний к экватору до 50 ° MLAT в 18-22 UT.

Во время развития второй основной фазы (01: 50–05: 40 UT 23 июня) интенсивные ионосферные неоднородности регистрировались непрерывно в течение более длительного периода (4–5 ч) и охватывали широтный диапазон от полярного моря. области до 55 ° MLAT в обоих секторах северного полушария (рис. 6b, c) и до −50 ° MLAT в южном полушарии (рис. 6d, e). Таким образом, сигнатуры ионосферных неоднородностей, которые были зарегистрированы сигналами GPS и ГЛОНАСС и проанализированы с использованием подхода меридионального среза, выявляют сильную связь их интенсивности и экваториального пространственного расширения с усилением авроральной активности, в частности представленной АЭ. и индексы SYM-H.Подобный анализ в широтно-временной области позволяет оценить основные зависимости возникновения ионосферных неоднородностей, их дальнейшего развития и эволюции от движущих сил космической погоды. Будущие исследования, основанные на этих подходах, позволят формализовать эти зависимости в виде эмпирической модели ионосферных неоднородностей.

Можно резюмировать, что, несмотря на беспрецедентно большое количество станций, развернутых по всему миру в течение последних 5–10 лет, высокоширотные регионы (выше 60 ° MLAT) в обоих полушариях демонстрируют довольно редкое покрытие наземными системами GPS и ГЛОНАСС. наблюдения по сравнению со средними широтами.С другой стороны, сегодня наземный сегмент GNSS является единственным источником данных, способным обеспечить наземные наблюдения с нескольких пунктов с наилучшим глобальным охватом.

В этой статье мы расширяем возможности использования карт ROTI для анализа распределения ионосферных неоднородностей. Мы демонстрируем, что меридиональные срезы карт ROTI могут быть эффективно использованы для изучения возникновения и временной эволюции ионосферных неоднородностей над выбранными географическими регионами в спокойные и особенно геомагнитно возмущенные периоды.Меридиональные срезы географических секторов, характеризующиеся высокой плотностью измерений GPS и ГЛОНАСС, могут отображать пространственно-временную динамику интенсивных неоднородностей плотности ионосферной плазмы с высоким разрешением и могут быть использованы для детального изучения факторов космической погоды, влияющих на процессы генерация ионосферных неоднородностей, их эволюция и время жизни.

Подчеркнем, что сочетание сигналов GPS и ГЛОНАСС позволяет значительно увеличить количество каналов трансионосферных измерений в мире.В результате это позволяет улучшить качество мониторинга ионосферных неоднородностей в обоих регионах с разреженным или плотным постоянным покрытием сети GNSS. В случае разреженных сетей (например, Северная Канада и Россия, регион Антарктиды и прибрежная зона в полярных регионах) объединение измерений на основе ГЛОНАСС, из-за другой конфигурации созвездия по сравнению с конфигурацией GPS, позволяет заметно расширить области покрываются измерениями GNSS и существенно увеличивают количество доступных точек проникновения в ионосферу.Особые преимущества данных ГЛОНАСС на высоких широтах могут заключаться в более раннем или лучшем обнаружении ионосферных возмущений, связанных с физическими процессами в авроральной области и полярной шапке, в частности, за счет комбинации с другими приборами, такими как совместные магнитометры, камеры всего неба и когерентные радары. Как видно на рис. 4, области высоких и средних широт в американском и европейском секторах хорошо охвачены комбинированными измерениями GPS и ГЛОНАСС без каких-либо значительных пробелов «нет данных».Для регионов с плотной сетью GNSS дополнительное использование данных ГЛОНАСС увеличило бы количество доступных измерений в 1,5–2 раза по сравнению с только GPS - например, для европейского региона мы можем получить ~ 1,700,000– 1 800 000 IPP за 1 час. Таким образом, мы потенциально можем построить региональные карты ROTI с беспрецедентно высоким разрешением до 0,5 ° × 0,5 ° по географической широте и долготе. Такие подробные карты ROTI уже успешно использовались для обнаружения ионосферных неоднородностей, связанных со следами истощения плазмы, вызванных бурями в Европе (Черняк, Захаренкова, 2016b).

История Глонасс

Первое предложение использовать спутники 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-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 принимают эти сигналы и ретранслируют их на специальные наземные станции, где производится расчет точных координат аварийных объектов (кораблей, самолетов и т. Д.).) был проведен. Спутники «Цикада», отслеживающие радиообмена 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 решено выбрать орбитальную группировку, состоящую из 24 спутников, равномерно распределенных в трех орбитальных плоскостях с углом наклона 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 шкалы времени с погрешностью 3- 5 нс. Вторая задача касалась высокоточного определения и прогнозирования параметров орбиты навигационного спутника.Эта проблема была решена 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 объявлена ​​действующей в 1993 году. В 1995 году она была переведена 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 точностным характеристикам, активный срок службы КА составлял 3-4 года.

Ситуация улучшилась, когда в 2002 году была принята и запущена федеральная программа «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 схем основных приемно-измерительных модулей, оборудование ПНТ гражданского и специального назначения и сопутствующие системы

В настоящее время спектр приложений GNSS-технологий становится все более и более широким.Для удовлетворения требований пользователей необходимо продолжать 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».

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 для 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

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

Количество спутников в группировке (используемых для навигации) 24
Количество орбитальных плоскостей 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 / наблюдается 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 предусмотрены 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 + +

Что такое ГЛОНАСС и чем он отличается от GPS

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

Кто построил ГЛОНАСС?

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

Версии-

Существуют различные версии ГЛОНАСС.

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

Что такое А-ГЛОНАСС?

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

Сколько стоит ГЛОНАСС?

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

Чем отличается ГЛОНАСС от GPS?

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

ГЛОНАСС разрабатывается в России, первоначально в Советском Союзе в 1976 году. Сеть из 24 спутников покрывает Землю.

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

Вот таблица характеристик, в которой сравниваются GPS и ГЛОНАСС .

Спецификация ГЛОНАСС GPS
Владелец Российская Федерация США
Кодирование FDMA CDMA
Количество
спутников
Не менее 24 31
Орбитальная высота 21150 км 19130 км
Точность Положение: 5–10 м Положение: 3.5-7,8 м
Наклон плоскости орбиты 64,8 градуса 55 градусов
Период обращения 11 часов 16 минут 11 часов 58 минут
Частота Около 1,602 ГГц (SP)
Около 1,246 ГГц (SP)
1,57542 ГГц (сигнал L1)
1,2276 ГГц (сигнал L2)
Статус Рабочий Рабочий

Преимущество ГЛОНАСС над GPS (ГЛОНАСС против GPS)

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

Преимущество ГЛОНАСС - точность до 2 метров. GPS + ГЛОНАСС позволяет навести на ваше устройство группу из 55 спутников по всему миру. Поэтому, когда вы находитесь в месте, где сигналы GPS застревают, например, между огромными зданиями или метро, ​​спутники ГЛОНАСС будут точно отслеживать вас.

Коммерческое использование ГЛОНАСС

ГЛОНАСС впервые был коммерчески использован в автомобильном навигаторе как Glospace SGK-70, но был громоздким и дорогим. Правительство России изо всех сил пытается продвигать ГЛОНАСС в коммерческих целях.

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

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

Что предлагается для смартфонов?

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

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

Список смартфонов с поддержкой ГЛОНАСС

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

Как Карты Google используют ГЛОНАСС и GPS?

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

Что дальше после ГЛОНАСС и GPS?

  • Европейский Союз в настоящее время работает над системой под названием GALILEO , которая обеспечивает высокоточную службу глобального позиционирования под гражданским контролем. Система Galileo состоит из 30 спутников (27 рабочих + 3 активных запасных), расположенных в трех круговых плоскостях средней околоземной орбиты на высоте 23 222 км над Землей и с наклоном орбитальных плоскостей 56 градусов к экватору.
  • Китай разрабатывает собственную группировку из 35 спутников под названием BeiDou Navigation Satellite System и строится с января 2015 года. Она будет предлагать больше возможностей, чем нынешняя система GPS. В настоящее время он работает в Китае и Азиатско-Тихоокеанском регионе с использованием 11 спутников и будет доступен во всем мире к 2020 году.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *