Принцип работы глонасс: Принцип работы системы GPS ГЛОНАСС

функции, принцип работы и основные преимущества

Руководители коммерческих транспортных организаций, специализирующихся на грузовых и пассажирских перевозках, активно используют автомобильные системы ГЛОНАСС. Данная технология позволяет оптимизировать накладные расходы и обеспечить контроль над передвижением служебного транспорта. Системы глобального позиционирования дают возможность отслеживать скорость автомобилей, определять суммарное время их движения и простоя, а также контролировать соблюдение заданных маршрутов. На основании данных, полученных при помощи системы мониторинга транспорта ГЛОНАСС, корректируется заработная плата шоферов, оптимизируется их рабочий график, а также назначаются премии или штрафы за выполнение/нарушение профессиональных обязанностей.

Функции системы ГЛОНАСС

Средства мониторинга коммерческого транспорта, в которых применяются технологии ГЛОНАСС, используются для решения следующих задач.

• Контроль перемещения. Водители автомобилей, не оснащенных системами спутникового слежения, имеют возможность отклоняться от заданных маршрутов. При отсутствии средств мониторинга выявить подобные нарушения практически невозможно. Установка автомобильных систем ГЛОНАСС позволяет решить эту проблему и исключить вероятность того, что водители будут использовать служебный транспорт в личных целях.
• Контроль скорости. Несоблюдение скоростного режима является серьезным нарушением. Во-первых, превышение скорости может повлечь за собой крупные штрафы от ГИБДД, которые работодатель будет вынужден оплачивать из бюджета фирмы. Во-вторых, это повышает риск ДТП, в результате которого может быть причинен серьезный ущерб здоровью людей или перевозимым грузам. Установка навигационной системы ГЛОНАСС позволяет контролировать скорость автотранспорта и предпринимать соответствующие меры при ее превышении.
• Мониторинг расхода топлива. Чрезмерный перерасход горючего приводит к дополнительным убыткам и к снижению рентабельности бизнеса. Технологии ГЛОНАСС эффективно решают эту проблему, поскольку с их помощью можно контролировать расход топлива служебным автотранспортом.
• Определение текущих координат. Данная возможность особенно полезна для компаний, которые занимаются логистикой и осуществляют доставку грузов. Средства мониторинга коммерческого транспорта, в которых используются технологии ГЛОНАСС, позволяют в любой момент определять текущие координаты грузовых автомобилей.

Принцип работы

Системы ГЛОНАСС-мониторинга работают по сложному математическому алгоритму. На орбите Земли располагаются многочисленные искусственные спутники, которые обмениваются сигналами с трекерами, подключенными к общей системе. С помощью спутников определяются текущие широта, долгота и высота конкретного устройства-приемника. Изменение этих параметров за данный промежуток времени позволяет определить и скорость движения объекта.

Для уменьшения погрешности рассчитываемых параметров (координат, скорости и др.) используются формулы общей теории относительности, как и в системе GPS и ГЛОНАСС. Это позволяет добиться максимальной точности измерений и обеспечить корректное определение местоположения конкретного объекта.

Более детальную информацию о технологиях ГЛОНАСС-контроля вы можете уточнить у сотрудников нашей компании. Также у нас можно заказать установку и настройку систем спутникового мониторинга для коммерческого автотранспорта. Для получения консультации звоните нам по контактному номеру.

Как работает спутниковая навигационная система GPS и ГЛОНАСС?

Облетая нашу планету, навигационные спутники непрерывно шлют на нее потоки радиосигналов. Эти спутники принадлежат американской военно-морской навигационной спутниковой системе (ВМНСС), а с недавнего времени и американской глобальной системе нахождения местоположения (GSM).

Так же, как и российская глобальная система навигации ГЛОНАСС, Обе системы дают возможность кораблям на море днем и ночью с огромной точностью определять свои координаты.

Принцип действия и GSM и ГЛОНАСС основан на том, что на борту корабля специальный приемник ловит радиоволны, посылаемые навигационными спутниками на определенных частотах. Сигналы с приемника непрерывно поступают в компьютер. Компьютер их обрабатывает, дополняя информацией о времени передачи каждого сигнала и положения навигационного спутника на орбите. (Такая информация попадает на ВМНСС-спутники от наземных станций слежения, а GSM-спутники и спутники ГЛОНАСС у себя на борту имеют приборы отсчета времени и орбиты).

Затем навигационный компьютер на корабле определяет расстояние между ними и летящим в небесах спутником. Эти вычисления компьютер повторяет через определенные промежутки времени и в конечном итоге получает данные о широте и долготе, то есть свои координаты.

Триангуляция в GPS и GLONASS

Двигаясь по орбите и посылая на Землю сигналы через определенные интервалы (t1—14), спутник как бы образует в небе невидимые радиоклинья или сектора. Зная длину дуги сектора и длины его боковых сторон, можно вычислить точку, где находится вершина угла этого сектора. Это и будет местоположение приемника. Еще необходимо сделать поправки на кривизну земной поверхности, как показано на рисунке сверху.

Поправка на кривизну земной поверхности

Из-за кривизны земной поверхности истинное положение корабля несколько отличается от спутниковых данных. Чтобы исправить погрешность, компьютеры строят кривые линии (параболы) от высот над уровнем моря С j и Сп и находят среднюю точку между ними. Точка пересечения этих высот и парабол — Р дает истинное значение координат.

Цепь передачи команд в GPS

Сигналы времени и орбитальные данные передаются на спутник с наземной станции слежения (рисунок выше, справа). Спутник ретранслирует эти сигналы на корабельный приемник, а компьютер использует их для вычисления долготы и широты.

Слежение за спутниками

Станции спутникового слежения должны определять наибольшее удаление спутника от поверхности Земли, среднее удаление, угол наклона его орбиты по отношению к земной оси, самую низкую точку удаления (перигей), время прохождения этой точки и другие параметры.

ГЛОНАСС — Российские космические системы

Глобальное навигационно-временное обеспечение неограниченного количества потребителей на земле, на море, в воздухе и в космосе. Доступ к гражданским сигналам системы предоставляется как российским, так и иностранным потребителям на безвозмездной основе без ограничений. ГЛОНАСС — российская спутниковая система навигации, одна из двух существующих в мире систем, принятых в эксплуатацию. Позволяет в абсолютно любой точке Земного шара, а также в космическом пространстве вблизи планеты определять местоположение и скорость объектов.

Принцип работы системы основан на измерении расстояния от объекта, координаты которого необходимо получить, до спутников, расположение которых известно с большой точностью. Таблица расположений называется альманахом. Полный альманах содержится в радиосигнале каждого спутника. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления измерения распространяемого радиосигнала, каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащемся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Все остальные параметры движения (скорость, курс, пройденное расстояние) вычисляются на основе измерения времени, которое объект затратил на перемещение между двумя или более точками с определёнными координатами.

Основу орбитальной группировки в трёх орбитальных плоскостях составляют космические аппараты «Глонасс-М» и космические аппараты нового поколения «Глонасс-К».

Развитием проекта управляют Госкорпорация «Роскосмос» и АО «Российские космические системы», головная организация по ГЛОНАСС.

Спутниковая система ЭРА-ГЛОНАСС: как работает в автомобиле, в телефоне, в навигаторе

Будучи во многом схожи, GPS и ГЛОНАСС все же имеют ряд отличий. В частности, орбиты движения российских спутников не синхронизируются с вращением Земли, что обеспечивает группировке ГЛОНАСС большую стабильность.

При этом американские спутники (группировка GPS состоит из 32 спутников – 24 действующих и 8 резервных) более долговечны. Их сигнал доступен везде кроме северных широт. Погрешность в определении места составляет от 2 до 4 м. В дальнейшем погрешность будет сокращена до 0,6-0,9 м.

В свою очередь ГЛОНАСС покрывает 100 % российской территории и 70 % площади Земли с погрешностью в показаниях 2-6 м. Уже скоро наши специалисты снизят этот показатель до 10 см.

Принцип работы ГЛОНАСС

Основа системы – группировка из 24 спутников. Каждый спутник ГЛОНАСС движется в определенной плоскости на высоте более 19000 км. Группировка выстроена таким образом, что не требует дополнительных корректировок на протяжении всего срока эксплуатации.

В обоих случаях вначале навигационные системы использовались в интересах армии. Однако вскоре стало очевидным, что они востребованы и в гражданских отраслях. Взаимодействие с пользователями осуществляется посредством устройств – ГЛОНАСС-навигаторов, трекеров, различных маячков и прочих. Характерный пример – работа навигационной системы на автомобиле.

Как работает ГЛОНАСС на автомобиле

Большинство современных автомобилей оснащено контрольным устройством, с помощью которого можно быстро установить его местонахождение в экстренной ситуации, а также контролировать некоторые функции – определение скорости, режим работы/отдыха водителя, сохранение безопасности груза, поддержание связи с водителем.

Работа навигатора в машине основана на его взаимодействии со спутниковой системой ГЛОНАСС. В частности, чтобы определить место, где находится автомобиль, достаточно связаться с 3-4 спутниками, при этом отклонение в определении точности не превысит 150 метров.

ГЛОНАСС в мобильном телефоне и смартфоне

Эру GPS и ГЛОНАСС дополнила эра мобильной связи. Подключение мобильных телефонов, а позже и смартфонов к глобальным навигационным системам было лишь вопросом времени. Сегодня для абсолютного большинства гаджетов – это одна из десятков функций. Чтобы подключиться к ГЛОНАСС мобильное устройство должно взаимодействовать со спутниками системы.

Стоит особо отметить, специальная российская программа дает возможность пользоваться данными не только со спутников ГЛОНАСС, но и GPS, что значительно повышает общее качество навигации. С учетом этого многие производители устанавливают ее на своих смартфонах, включая Apple, Xiaomi, Samsung и Yota.

Для чего создавалась «ЭРА ГЛОНАСС»

С наступлением 2000-х Еврокомиссия выступила с инициативой по созданию концепции безопасного движения на автотрассах, частью которой должна была стать eCall – система автоматического оповещения о ДТП.

Ее главная задача – отправить сигнал о дорожном происшествии в автоматическом или ручном режиме с указанием места, времени происшествия, номера автомобиля и другой информации, хранящейся в бортовом компьютере. Благодаря ей, оператор сможет быстро направить туда скорую помощь и другие аварийные службы, чтобы увеличить шансы пострадавших на помощь и спасение.

«ЭРА ГЛОНАСС» (ее полное название «Экстренное реагирование при аварии на базе ГЛОНАСС, введена в эксплуатацию в 2015 году) – воплощение концепции eCall на территории России. Начиная с 2017 года, специальный блок устанавливается на всех автомобилях, произведенных и экспортных.

Как работает «ЭРА ГЛОНАСС»

Аппаратура «ЭРА ГЛОНАСС» состоит из навигационного модуля, модема, датчиков, фиксирующих аварийное столкновение, блока индикации, переговорного устройства, экстренной кнопки активации устройства, источника питания и приемо-передающей антенны.

Уже упомянутый блок соединен с датчиками ДТП, реагирующими на удар определенной силы, что приводит к активизации блока в автоматическом режиме. Вручную блок запускается нажатием тревожной кнопки SOS.

Устройство, будучи оснащенное SIM-картой, может в экстренном порядке связаться с любым из российских операторов сотовой связи. Одновременно блок выходит на связь с ГЛОНАСС, сообщает координаты автомобиля, после чего через мобильную сеть посылает сообщение в Центр обработки данных.

Приоритетными считаются звонки в автоматическом режиме, когда к тому же водитель не отвечает на отправленный запрос. Тогда через 20 секунд отправляется оповещение – карточка вызова в «Систему 112» – в полицию, скорую помощь и МЧС. В соответствии с действующим регламентом, медики должны быть на месте аварии не позже чем через 20 минут.

Однако неверно будет утверждать, что «ЭРА ГЛОНАСС» – это лишь современное, основанное на инновационных технологиях средство спасения. Она также используется в коммерческих целях, в частности для мониторинга движения пассажирского и грузового транспорта. Так в период проведения ЧМФ-2018 система отслеживала передвижение автобусов с гостями и болельщиками, а через год при участии Ространснадзора – грузовики с опасными грузами.

Перспективы развития

глобальных навигационных спутниковых систем | Hydro International

В этом разделе кратко представлены текущее состояние и будущее развитие четырех глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS). Этими четырьмя системами являются американская система глобального позиционирования (GPS), российская ГЛОНАСС, европейская система Galileo и китайский компас BeiDou. Все четыре системы предлагают или будут предлагать услуги гражданской навигации (публично открытые), а также услуги навигации с ограниченным доступом, что означает для GPS, Glonass и, скорее всего, также и для Compass военные услуги.Европейская система Galileo будет предлагать так называемые публично регулируемые услуги (PRS) для использования государством.

Основной принцип спутниковой навигации, называемый автономным позиционированием или одноточечным позиционированием, состоит в измерении с помощью приемника на Земле или рядом с ней расстояний от трех спутников до приемника, каждый раз с учетом времени прохождения. радиосигнала, передаваемого спутником. Три расстояния до объектов или точек с известными координатами положения — спутников — позволяют нам определять положение приемника пользователя геометрически в трех измерениях.С этой целью наземный сегмент системы, обычно состоящий из станций по всему миру, координаты положения которых были точно установлены, а также с использованием радиосигналов, передаваемых спутниками, определяет положения спутников, прогнозирует они впереди и загружают информацию на спутники, чтобы они могли передавать эту информацию пользователям по всему миру.

Осталась одна сложность. Пользовательский приемник обычно не оснащен точными часами, такими как атомный эталон (который у спутника есть на борту).Когда часы пользовательского приемника опережают время, измеренные расстояния систематически слишком велики, но все на одну и ту же величину. Эта проблема решается одновременным наблюдением как минимум четвертого спутника. Имея четыре расстояния до спутников в известных положениях, пользовательский приемник может определить свое трехмерное положение, а также смещение часов относительно системного времени. В результате точность определения местоположения составляет порядка 5-10 метров (с GPS) при благоприятных обстоятельствах, когда есть открытое небо и отсутствие высоких препятствий, таких как здания, закрывающих обзор.

Позиционирование с высокой точностью
Автономное позиционирование обеспечивает в лучшем случае точность на уровне метра. И этого явно недостаточно для профессиональных приложений высокого уровня, таких как геодезия и гидрография. Поскольку многие источники ошибок, такие как орбита спутника и атмосфера, влияют на измерения, производимые относительно близко расположенными приемниками, во многом одинаково, высокоточные приложения требуют относительного позиционирования. Положение приемника пользователя (или подвижного приемника) определяется относительно так называемого эталонного приемника (обычно в месте с известными координатами положения) или даже всей сети эталонных приемников.Таким образом, а также с помощью гораздо более точных наблюдений фазы несущей, точность определения местоположения может быть повышена до дециметрового и даже сантиметрового уровней. Разрешение неоднозначности цикла фазы несущей является ключом к этой высокой точности.

Глобальная система позиционирования (GPS)
Глобальная система позиционирования (GPS) была разработана Министерством обороны США (DoD) и эксплуатируется ВВС США (USAF). Первый спутник был запущен в феврале 1978 года. Различные поколения спутников GPS: Block I, II, IIA, IIR, IIR-M и в настоящее время IIF (см. Рисунок 1).Первый блочный спутник IIF был запущен в мае прошлого года и заработал в августе. Планируется запуск еще одиннадцати спутников Block IIF. Спутники GPS третьего поколения (блок III) планируются с 2014 года.

Наземный сегмент GPS первоначально состоял из пяти станций (по всему миру) и одной на мысе Канаверал. Тем временем были добавлены шесть наземных станций. Береговая охрана США является основным контактным лицом для гражданских пользователей: веб-сайт 1.

GPS полностью функционирует, в настоящее время на орбите находится 31 спутник (11 IIA, 12 IIR, 7 IIR-M и 1 IIF) вместо номинального 24 созвездия.На рисунке 2 показано количество активных спутников GPS на орбите в зависимости от времени с февраля 1978 года по сегодняшний день. Пока что в группировке из более чем 24 спутников, как правило, более новые спутники летают в тандеме, бок о бок со старыми спутниками (которые более склонны к сбоям в ближайшем будущем), в результате чего — с геометрической точки зрения — эффективно созвездие из 24 спутников. В январе 2010 года ВВС США начали перемещать спутники GPS в качестве перехода к так называемой группировке 24 + 3.Это изменение политики было вызвано, по крайней мере, частично, желанием улучшить видимость спутников для военных операций США и их союзников в Афганистане и Ираке, где гористая местность может препятствовать охвату сигналами наземных войск. Переход будет завершен к июню этого года.

Новые спутники GPS предлагают дополнительные сигналы, и они представляют особый интерес для профессиональных, требовательных пользователей. GPS — это двойная система, обслуживающая как военные, так и гражданские приложения. Первоначальная установка предлагает сигналы на двух радиочастотах (L1 и L2) для военных приложений, тогда как для гражданских приложений используется только одна (сигнал L1).Однако с помощью так называемых бескодовых и полубескодовых методов измерения гражданские приемники также могут выполнять двухчастотные измерения. Но измерения на частоте L2 обычно подвержены большему шуму, и отслеживание менее надежно, чем на частоте L1. Начиная с блочных спутников IIR-M, а затем с IIF, также передается L2-сигнал с гражданским кодом (L2C) (в настоящее время с 8 спутников на орбите). Фактически это означает, что L2-производительность становится похожей на L1-производительность.Полная группировка (24 спутника), передающая этот дополнительный (L2C) гражданский сигнал, ожидается примерно в 2016 году. Традиционные военные сигналы на L1 и L2 (на которых в настоящее время полагаются гражданские двухчастотные приемники с помощью полубескодовых методов измерения) будут предоставляться по крайней мере до тех пор, пока 2020.

Начиная с блочных спутников IIF (в настоящее время первый на орбите) предлагается дополнительный высокопроизводительный гражданский сигнал на отдельной частоте, а именно L5. На рисунке 3 показан снимок данных, недавно собранных в Делфте (январь 2011 г.) для этого конкретного блочного спутника IIF.На графике синим цветом показан шум измерения кода псевдодальности вместе с эффектами многолучевого распространения в метрах, как функция времени. Шум — в терминах стандартного отклонения — ниже уровня 10 см для кода L5 на средних и высоких отметках. Зеленая линия показывает угол возвышения спутника; наблюдался полный проход от горизонта до почти прямо над головой, обратно к горизонту.

Сигнал L5 предназначен для приложений с высокой точностью и целостностью. Оба сигнала L1 и L5 расположены в авиационных частотных диапазонах (тогда как L2 — нет), и это позволит осуществлять двухчастотное ранжирование и позиционирование в авиации.Ожидается, что полная группировка из 24 спутников, передающих также на L5, будет достигнута примерно в 2019 году.

Glonass
Глобальная навигационная спутниковая система (Glonass) была построена по заказу Министерства обороны России. Первый спутник был запущен в октябре 1982 года. С осени 2003 года запускаются спутники второго поколения (Глонасс-М). Последний запуск трех спутников в декабре 2010 года не удался. Спутники третьего поколения (Глонасс-К) ожидаются с этого года.Они будут предлагать гражданские сигналы на трех частотах.

Наземный сегмент Глонасс ограничен, в основном, станциями в пределах России. Контактным лицом для Глонасс является Российское космическое агентство: веб-сайт 2.

Глонасс пережил тяжелые времена; она достигла группировки из 24 спутников в 1996 году, но снизилась до 6 спутников в 2001 году. С тех пор система постоянно перестраивалась, и в настоящее время ГЛОНАСС близка к полной боевой готовности. У него 23 действующих спутника, два нефункциональных запасных и еще один с недавним отказом навигационной полезной нагрузки.

Сигналы Глонасс настроены иначе. В то время как спутники GPS передают все на одной и той же несущей радиочастоте, но с разным двоичным кодом для каждого спутника (принцип, называемый множественным доступом с кодовым разделением каналов, CDMA), спутники ГЛОНАСС передают на несколько разных радиочастотах (известных как множественный доступ с частотным разделением, FDMA). Это влияет на конструкцию приемника (внешнего интерфейса) и на обработку неоднозначностей цикла фазы несущей при обработке данных.

Спутники нового поколения Glonass (K) также будут передавать сигналы CDMA, наряду с традиционными сигналами FDMA.Предоставление сигналов CDMA компанией Glonass с точки зрения пользовательского оборудования и программного обеспечения позволит значительно упростить интеграцию Glonass с другими GNSS.

Galileo
Система Galileo разрабатывается Европейской комиссией (ЕК) и Европейским космическим агентством (ЕКА). На данный момент запущены два прототипа спутника: GIOVE-A в декабре 2005 года и GIOVE-B в апреле 2008 года. Следующим шагом является запуск четырех спутников, ожидаемых в этом и следующем году, для орбитальной валидации (IOV). система.Контракт на поставку 14 действующих спутников был заключен в январе 2010 года. Эти спутники должны вылететь к 2014 году. Присуждение следующих 18 спутников — пока — оставлено открытым. С полной группировкой Galileo должно иметь на орбите 30 спутников (27 плюс 3 активных запасных). Для окончательной полной работоспособности (FOC) Galileo была указана дата 2016 года.

Наземный сегмент Galileo будет состоять из всемирной сети с примерно 40 станциями. Полезные веб-сайты на Galileo — это веб-сайт 3 Европейского агентства GNSS и веб-сайт ESA: веб-сайт 4.

BeiDou-Compass
Навигационная спутниковая система BeiDou (компас) разрабатывается правительством Китая (Национальное управление GNSS и приложений Китая, CNAGA). Первый спутник на средней околоземной орбите (MEO) был запущен в апреле 2007 года. В настоящее время система имеет семь спутников на орбите (несколько запусков в прошлом году). Планируется, что к 2012 году будет запущено еще семь спутников, что приведет к созданию группировки из 14 спутников, обеспечивающих региональные услуги для Азиатско-Тихоокеанского региона.Согласно плану, система будет состоять из 27 спутников, дополненных пятью геостационарными спутниками, и тремя наклонными геосинхронными спутниками, что составит в общей сложности 35 спутников к 2020 году. Запущен веб-сайт (5), на сегодняшний день только в Китайский язык.

Выпуск документа по контролю интерфейса (ICD) для Compass все еще не завершен. В этом документе представлены все необходимые сведения о сигналах, и он, как правило, является основой для создания оборудования производителем приемника.

Перспективы
Когда к концу десятилетия будут полностью готовы четыре глобальные навигационные спутниковые системы, пользователи на Земле смогут получать сигналы на нескольких частотах в L-диапазоне электромагнитного (ЭМ) спектра, начиная с 1.От 1 до 1,6 ГГц, от более чем 110 спутников. Тогда в среднем должно быть около 30 спутников в зоне видимости на высоте более 10 градусов в любой точке Земли.

С этими системами, предлагающими дальномерные сигналы в аналогичных радиодиапазонах, нет серьезных препятствий в разработке и производстве мульти-GNSS-приемников, или, скорее, в производстве однопользовательского приемника, который может работать со всеми четырьмя из них: GPS, ГЛОНАСС и др. Галилей и Компас.

В частности, GPS и Glonass развиваются до трехчастотных систем, а также Galileo и Compass планируют предлагать сигналы на трех частотах.Диапазон на нескольких частотах позволяет пользователю обрабатывать ионосферные ошибки на основе самих измерений и, как правило, расширяет возможности устранения неоднозначностей цикла фазы несущей.

Исследования показали, что разрешение неоднозначности на длинных базовых линиях улучшается при переходе от двойного к тройному частотному диапазону, хотя улучшение довольно незначительное. С другой стороны, большое количество спутников, находящихся одновременно в поле зрения, может обеспечить практичный и надежный кинематический GPS в реальном времени (RTK) на коротких базовых линиях (обычно 5-10 км) с использованием вместо этого только одночастотного (и, следовательно, менее дорогостоящего) оборудования.

Принцип работы спутниковой системы ГЛОНАСС. Система спутниковой навигации ГЛОНАСС. Глонасс, gps-навигация

ГЛОНАСС — навигационная система, помогающая автомобилистам и предпринимателям решать множество задач. Первоначально он разрабатывался для военных целей, но недавно начал использоваться в гражданском секторе. В этой статье мы поговорим о том, как работает система ГЛОНАСС, а также поговорим о задачах, которые можно решить с ее помощью.

Глонасс, gps-навигация — как работает?

Рис. 1 Сигналы позиционирования, передаваемые с трех спутников глобальной системы позиционирования, принимаются в точке на Земле. Глобальная система позиционирования использует трилатерацию для вычисления координат позиций на поверхности Земли или вблизи нее. Трилатерация относится к тригонометрическому закону, согласно которому внутренние углы треугольника могут быть определены, если известны длины всех трех сторон треугольника.

Если четыре или более спутника находятся на горизонте приемника, приемник также может рассчитать свою высоту и даже собственную скорость.Министерство обороны создало систему глобального позиционирования для облегчения навигации. Государства-члены Европейского Союза находятся в процессе развертывания собственной сопоставимой системы, называемой Galileo.

Принцип работы

Как работает ГЛОНАСС и что это такое? Это глобальная система, позволяющая определять координаты местоположения объекта. Высокая точность достигается за счет взаимодействия космических спутников, специального наземного оборудования, а также передающего и приемного устройства, установленного на автомобиле или любом другом транспортном средстве.Кроме того, точность определения местоположения может быть повышена за счет использования информации от станций GSM. Особенно это актуально для езды по городу.

Насколько надежен прибор и нужно ли его обслуживать?

В этом разделе вы узнаете. Объясните, как радиосигналы, передаваемые спутниками Глобальной системы определения местоположения, используются для расчета местоположения на поверхности Земли; и описать функции космического, контрольного и пользовательского сегментов Глобальной системы позиционирования. Поскольку спутниковые сигналы могут быть искажены из-за атмосферных воздействий и не достигают требуемой точности, их необходимо корректировать.Только корректирующие данные могут гарантировать точную навигацию. В навигационную систему, установленную на тракторе, поступают рассчитанные нами корректирующие данные, которые передаются по мобильной связи на автомобиле.

Как работает навигация ГЛОНАСС:

• Навигационное оборудование отправляет запрос на подключение к специальным спутникам, вращающимся вокруг Земли.
• Чем больше спутников реагирует на приемник, тем выше точность позиционирования (для нормального определения координат требуется не менее четырех штук).
• После подключения они начинают получать информацию о собственном местонахождении, а также о времени ответа.
• Микропроцессор, встроенный в приемник, анализирует полученную информацию и производит сравнение.
• На основе разницы между ответами спутников и их местоположением вычисляются приблизительные координаты приемника и, следовательно, транспортного средства.
• Эти действия постоянно повторяются, что позволяет в реальном времени отслеживать координаты транспортного средства, его направление движения, а также его скорость.Однако следует учитывать, что с ее увеличением точность работы приемника несколько снижается.

Сегодня работают 24 спутника, что дает возможность точно определять координаты на всей территории России и в доброй половине всего земного шара.

Это путь к максимальной точности.

Благодаря сети также возможно контролировать качество сигнала в более крупных регионах. Весь процесс занимает всего несколько секунд…. Для спутниковой системы навигации в документе управления пространственным интерфейсом. Все торговые марки и товарные знаки, упомянутые в наших статьях и, возможно, защищенные третьими сторонами, без ограничений подпадают под действие положений применимого законодательства о товарных знаках и прав собственности соответствующих зарегистрированных владельцев.

В отличие от популярных американских систем GPS, которые, кстати, покрывают всю планету, ГЛОНАСС более надежна за счет более удачно выбранных орбит. В ближайшее время планируется запустить еще несколько космических аппаратов, что значительно повысит устойчивость системы.

Важно! В некоторых случаях точность определения координат может сильно различаться. Это связано с топографией местности (например, если водитель едет по туннелю, в который сигнал не может проникнуть в принципе), текущими погодными условиями, а также с конкретными спутниками, которые ответили на приемник. Например, если на устройство отвечает четыре космических корабля с восточной стороны и ни одного с запада, это может исказить алгоритм расчета.

Если, несмотря на наше намерение, права третьих лиц будут нарушены, мы запросим уведомление без указания стоимости. Кроме того, без собственной системы требуемая точность невозможна для более важных приложений, чем конкретные, такие как навигация самолетов.

На каждом спутнике часы дублированы, что обеспечивает отказоустойчивость, и это то, что до сих пор поддерживает их работу. Каждый спутник несет четыре стержня, два рубидиевых и два водородных мазера, когда их достаточно.Пять из этих часов перестали работать за последние два года для первых запущенных спутников и только в последней модели … Таким образом, аномалии затронули три из четырех исходных спутников и два из 14 самых современных спутников, но, как подчеркнул Вернер , 18 по-прежнему работают.

Какие задачи позволяет решать система?

Мониторинг местоположения автомобиля — уникальная функция, которая помогает как простому автолюбителю, так и предпринимателю. Вот лишь некоторые из возможных применений:

• Навигация по незнакомой местности.Сегодня никого не удивишь наличием навигатора ни в машине, ни в смартфоне. С его помощью автолюбитель может построить требуемый маршрут с пошаговыми инструкциями … Кроме того, современные устройства могут загружать карты через мобильную сеть, а также определять загруженность дорог и предлагать оптимальные маршруты с учетом этого. Производители таких устройств постоянно обновляют свои навигационные карты, поддерживая актуальность информации в системе.
• Мониторинг автотранспорта на предприятии.Раньше бизнесменам приходилось тратить большие деньги на потери топлива из-за использования водителями служебных автомобилей в личных целях. Использование системы ГЛОНАСС исключает этот вариант, поскольку диспетчер будет видеть полный маршрут движения транспортного средства. Таким образом можно рассчитать примерный расход топлива, время простоя (а значит, и отдыха водителя), а также отклонения от маршрута, доказав использование автомобиля в своих целях. Если нарушения подтвердятся, то такого водителя могут оштрафовать, потому что доказательства, как говорится, налицо.
• Применение в автосигнализации и противоугонных системах. С помощью установленного в трекере приемника ГЛОНАСС владелец может получить информацию о местонахождении угнанной машины, что позволит ему быстро ее найти. Такую систему очень сложно обмануть, так как она находится в труднодоступном месте и работает сразу на нескольких частотах.
• Использование в беспилотных автомобилях. ГЛОНАСС, как и любая другая навигационная система, является незаменимой составляющей дрона.Подобные технологии пока проходят испытания, но практически все эксперты прогнозируют постепенную замену обычных автомобилей беспилотными.

Устройство ЭРА ГЛОНАСС также используется для экстренного вызова спасателей. Поговорим об этом подробнее.

Неудачи очень неприятны для европейской промышленности, особенно если вспомнить, что стоимость системы превысит 000 миллионов евро. Это был десятый спутник, отправленный на околоземную орбиту. В декабре, отправив больше космического материала в космос, китайское правительство начинает операции над тем, что они называют Бэйдоу.Но это главный конкурент Система глобального позиционирования, которая у нас все еще есть. Один на наших сотовых телефонах и на ошейниках наших собак? Вся инфраструктура находится под контролем Министерства обороны США.

Что такое ЭРА ГЛОНАСС?

Система представляет собой мобильный телефон с SIM-картой, настроенный для работы с любым оператором мобильной связи и предназначенный для вызова экстренных служб.

Второй его компонент — модем, передающий необходимые данные спасателям.

Третий компонент — это усиленная антенна, которая может принимать сигналы даже на сложных участках дороги.И, наконец, четвертый компонент — навигационный приемник ГЛОНАСС. Кроме того, современные системные модули также оснащены специальными датчиками, которые устанавливаются на транспортном средстве. Они реагируют на сильные удары или опрокидывание машины.

Конечно, китайцам такая идея не нравится. Никакой помощи от дружественных стран. С приходом десятого спутника вы можете использовать функции определения местоположения, времени и навигации. Сначала эти ресурсы доступны только китайцам, так как покрытие спутников ограничено их территорией.

Какие задачи позволяет решать система?

Спутники будущего должны выйти на орбиту с функцией расширения зоны покрытия Beidu. Первоначально добавление покрытых регионов в Азии и распространение по мере необходимости. Это должно происходить там. Благодаря Beidou Китай в меньшей степени зависит от иностранных технологий, в основном из-за своих военных решений. Создавая свою собственную систему, они знают, что работает, а что нет. Они также знают, что у них нет правительства, манипулирующего информацией — по крайней мере, им не следует этого делать.

В кабине водителя есть микрофон с динамиком для разговора с диспетчером, а также тревожная кнопка.

Как работает система ЭРА ГЛОНАСС:

• При нажатии на тревожную кнопку или после срабатывания датчиков с устройства отправляется сигнал диспетчеру.
• Оператор вызывает водителя и пытается с ним связаться (для разговора используются микрофон и динамик, установленные в автомобиле).
• Если выйти на связь не удалось, или в случае подтверждения факта ДТП самими водителями, диспетчер передает информацию в службу спасения.
• Спасатели сразу идут на вызов без подтверждения, так как им передаются точные координаты места аварии.

Преимущества такой системы очевидны. Давно известно, что большинство смертей происходит не во время дорожно-транспортных происшествий, а гораздо позже из-за несвоевременного появления спасателей. Система ЭРА ГЛОНАСС решает эту проблему.

Китай — не единственная страна в мире, которая построила собственную систему позиционирования. Европейцы пытаются любой ценой забрать Галилея.Некоторые спутники находятся на орбите, но европейцы еще далеки от завершения проекта. Этот сим имеет глобальное покрытие.

Он также состоит из космического сегмента, сегмента управления и пользовательского сегмента, который со временем уменьшается из-за отсутствия адекватных экономических распределений. Спутники расположены на трех наклонных орбитальных плоскостях 64,8 ° относительно экватора, на высоте орбиты 100 км, орбитальные плоскости, расположенные на расстоянии 120 °, содержат по 8 эквивалентных спутников.Период обращения каждого спутника составляет около 11 часов 15 минут.

Кроме того, устройство полностью совместимо с аналогичными европейскими решениями, что позволяет получать помощь не только в России, но и за рубежом.

Какие данные собирает ЭРА ГЛОНАСС?

Многие водители беспокоятся о сохранности своих личных данных, так как устройство вызова службы экстренной помощи необходимо в обязательном порядке устанавливать на всех новых автомобилях. Часто можно услышать высказанные опасения по поводу передачи информации о маршрутах третьим лицам, а также по поводу прослушивания всех разговоров в салоне через установленный микрофон и динамик.Однако производители приборов все эти данные отрицают. По их заверениям, устройства собирают только такую ​​информацию, как:

• Показания датчиков скорости и удара, необходимые для работы устройства.
• Информация об активации кнопки находится в салоне.
• Данные, полученные от водителя во время разговора с диспетчером, если он имел место.
• Номер, а также марка автомобиля.
• Скорость, с которой произошло столкновение.
• Тип двигателя и используемое топливо.
• Информация о количестве пассажиров (рассчитывается по количеству пристегнутых ремней безопасности).
• Данные о местоположении автомобиля от навигатора.

Насколько надежен прибор и нужно ли его обслуживать?

Все компоненты системы изготовлены из прочных материалов, поэтому они не могут быть повреждены в случае аварии. Кроме того, система оснащена усиленной антенной для лучшего приема сигнала. Последнее особенно актуально при поездках по региону, так как покрытие сотовой связи в таких районах оставляет желать лучшего.

Отдельно стоит отметить, что ЭРА ГЛОНАСС имеет на борту собственные аккумуляторы, которых обычно хватает на несколько часов работы устройства, если в результате аварии он отключился от бортовой сети автомобиля. Элементы также включаются, когда аккумулятор находится в разряженном состоянии или когда генератор не обеспечивает достаточное напряжение для работы устройства.

Системные модули могут работать сразу на нескольких частотах, что исключает возможность использования глушилок или других устройств, снижающих эффективность работы механизма.

Все компоненты ЭРА ГЛОНАСС перед установкой должны быть опломбированы. Это сделано для того, чтобы исключить возможность их открытия и перепрошивки программного обеспечения.

Заключение

Навигационная система ГЛОНАСС позволяет автомобилистам и предпринимателям решать множество задач. Мониторинг, навигация, вызов службы спасения, контроль времени водителя — далеко не полный список преимуществ данной технологии. Производители постоянно работают как над самой системой, так и над разработкой решений на ее основе, позволяющих сделать использование автомобиля еще более удобным и комфортным.Отдельно следует сказать о точности определения координат, которая постоянно увеличивается при запуске новых спутников на орбиту.

Из этого материала вы узнали, как работает КЭРА ГЛОНАСС, что это такое и в чем его преимущества. Кроме того, постоянно ведутся работы по его усовершенствованию, хотя уже можно сказать, что ГЛОНАСС как навигационная система полностью оправдывает свое использование.

Если вы обнаружили ошибку, выберите фрагмент текста и нажмите Ctrl + Enter .

В контакте с

Принцип работы спутника ГЛОНАСС, GPS-навигация основана на определении расстояния от текущего местоположения до группы спутников. Точное местоположение спутников GPS известно из данных эфемерид и альманаха, передаваемых в навигационных сообщениях. Зная расстояние до трех спутников, вы можете определить свое текущее местоположение как точку пересечения трех кругов.

Расстояние до спутников определяется простым уравнением R = t * c, где t — время распространения радиосигнала от спутника до наблюдателя, а c — константа, равная скорости света.Соответственно, зная время, за которое сигнал прошел от спутника до приемника GPS, и умножив его на скорость света, вы можете определить расстояние.

Принцип работы ГЛОНАСС, GPS следующий. На дальнюю околоземную орбиту (около 20 000 километров) 24 космических спутника покрывают своими сигналами всю поверхность Земли (кроме полюсов). Наземная часть комплекса состоит из специальных мощных передатчиков, сигналы которых улавливаются спутниковыми приемниками и ретранслируются на поверхность планеты.Помимо репитеров, спутники оснащены точными атомными часами.

Для определения координат переносного (или установленного на борту самолета, корабля, автомобиля) приемника достаточно одновременного улавливания радиосигналов от трех спутников на орбите (минимальное количество, обычно больше каналов). Вычисляя временные задержки специально закодированных спутниковых сигналов (время излучения сигнала сверяется с внутренними эталонными часами приемника), приемник ГЛОНАСС, GPS может определять свои географические координаты с точностью до 10-100 метров.Военные приемники имеют гораздо более высокую точность определения координат, но эти технологии закрыты для широкого использования. По доплеровскому сдвигу несущей частоты приемник может определять направление и скорость своего движения (в кармане или в руке пользователя).

Расположение

А теперь поговорим о том, как это работает. ГЛОНАСС и GPS-навигатор должны знать две вещи, чтобы выполнять свою работу.Ему нужно знать ГДЕ спутники (местоположение) и как далеко они (расстояние). Давайте сначала посмотрим, как ГЛОНАСС, GPS-навигатор знает, где находятся спутники в космосе. ГЛОНАСС, GPS-навигатор получает два типа кодированной информации со спутников. Один тип информации, называемый «альманах», содержит данные о местоположении спутников. Эти данные постоянно передаются и хранятся в памяти ГЛОНАСС, GPS-навигатора, поэтому он знает орбиты спутников и предполагаемое местонахождение каждого спутника.

Данные альманаха периодически обновляются по мере движения спутников. Любой спутник может незначительно отклоняться от орбиты, а наземные станции постоянно отслеживают орбиту, высоту, положение и скорость спутников. Наземные станции отправляют орбитальные данные на главную станцию ​​мониторинга, которая, в свою очередь, передает исправленные данные обратно на спутники. Эти скорректированные данные о точном местоположении спутника называются «эфемеридными» данными, которые действительны в течение примерно четырех или шести часов и передаются в ГЛОНАСС, GPS-навигатор в виде закодированной информации.

Таким образом, получив данные альманаха и эфемерид ГЛОНАСС, GPS-навигатор всегда знает местоположение спутников.

Время

Даже если ГЛОНАСС, GPS-навигатор знает точное положение спутников в космосе, ему все равно необходимо знать, как далеко (расстояние) они находятся, чтобы определить свое местоположение на Земле. Существует простая формула, которая сообщает приемнику, как далеко он находится от каждого из спутников: расстояние от данного спутника равно скорости передаваемого сигнала, умноженной на время, необходимое для прохождения сигнала от спутника до ГЛОНАСС. , GPS-навигатор (Скорость x Время в пути = Расстояние)…

Вспомните, как вы определяли, как далеко от вас была гроза, когда вы были ребенком. Когда вы видели молнию, вы считали, сколько секунд пройдет, прежде чем раздастся гром. Чем больше они считали, тем сильнее была гроза. ГЛОНАСС, GPS-навигация работает по тому же принципу, что и «Время прибытия».

Используя базовую формулу для определения расстояния, приемник уже знает скорость. Это скорость радиоволны — 186 000 миль в секунду (скорость света) с учетом задержки сигнала при его прохождении через атмосферу Земли.

Теперь ГЛОНАСС, GPS-навигатору нужно определить временную составляющую формулы. Ответ кроется в кодированных сигналах, которые передают спутники. Переданный код называется «псевдослучайным кодом», потому что он похож на шумовой сигнал. Когда спутник генерирует псевдослучайный код, ГЛОНАСС, GPS-навигатор генерирует тот же код и пытается сопоставить его со спутниковым кодом. ГЛОНАСС, GPS-навигатор сравнивает два кода, чтобы определить, на сколько вам нужно отложить (или сдвинуть) ваш код, чтобы он соответствовал коду спутника.Чтобы получить расстояние, время задержки (смещения) умножается на скорость света.

Часы ГЛОНАСС и GPS-навигатор не отслеживают время с такой точностью, как спутниковые. Включение в ГЛОНАСС атомных часов GPS-навигатора сделало бы его намного больше и намного дороже! Поэтому каждое измерение расстояния требует корректировки значения погрешности внутренних часов ГЛОНАСС, GPS-навигатора. По этой причине измерение расстояния называется «псевдодальностью». Чтобы определить положение с использованием данных псевдодальности, необходимо отслеживать и пересчитывать записанные данные как минимум с четырех спутников, чтобы ошибка исчезла.

Полный круг

Теперь, когда у нас есть положение спутника и расстояние до него, приемник может определить его местоположение. Допустим, мы находимся на расстоянии 11 000 миль от спутника. Тогда наше местоположение будет где-то в обычной сфере со спутником в центре с радиусом 11 000 миль. Далее, предположим, что мы находимся в 12 000 миль от другого спутника. Вторая сфера пересечется с первой, образуя общий круг. Если мы добавим третий спутник, находящийся на расстоянии 13 000 миль, мы получим две общие точки, где пересекаются три сферы.

Хотя есть два возможных положения, они сильно различаются по широте, долготе и высоте. Чтобы определить, какая из двух точек соответствует вашему фактическому местоположению, ГЛОНАСС, GPS-навигатор также должен указать приблизительную высоту над уровнем моря. Это позволит приемнику вычислить 2-координатное положение (широта, долгота). Если есть четвертый спутник ГЛОНАСС, GPS-навигатор сможет определить 3-х координатную позицию (широта, долгота, высота).Допустим, расстояние до четвертого спутника составляет 10 000 миль. Теперь у нас есть четвертая сфера, пересекающая первые три в одной общей точке.

Принцип работы спутниковой системы глонасс. Система спутниковой навигации ГЛОНАСС. Глонасс, gps-навигация

ГЛОНАСС — навигационная система, помогающая автомобилистам и предпринимателям решать многие задачи. Изначально он разрабатывался для военных нужд, но с недавних пор стал применяться и в гражданском секторе.В этой статье мы поговорим о том, как работает система ГЛОНАСС, а также поговорим о задачах, которые можно решить с ее помощью.

Глонасс, gps-навигация — как работает?

Рисунок 1 Сигналы определения местоположения, передаваемые с трех спутников Глобальная система определения местоположения, полученная в месте на Земле. Система глобального позиционирования использует трилатерацию для вычисления координат местоположения на поверхности Земли или вблизи нее. Трилатерация относится к тригонометрическому закону, согласно которому внутренние углы треугольника могут быть определены, если известны длины всех трех сторон треугольника.

Если четыре или более спутника находятся в горизонте приемника, приемник также может рассчитать свою высоту и даже скорость. Министерство обороны создало Глобальную систему позиционирования в качестве средства навигации. Страны-члены Европейского Союза находятся в процессе развертывания собственной сопоставимой системы под названием Galileo.

Принцип работы

Как работает ГЛОНАСС и что это такое? Это глобальная система, позволяющая определять координаты местоположения объекта.Высокая точность достигается за счет взаимодействия космических спутников, специального наземного оборудования, а также устройства приема и передачи сигналов, установленного на автомобиле или любом другом транспортном средстве. Кроме того, точность определения местоположения может быть повышена за счет использования информации от станций GSM. Особенно это касается езды по городу.

Насколько надежен прибор и нужно ли его обслуживать?

В этом разделе вы узнаете. Объясните, как радиосигналы, передаваемые спутниками глобальной системы позиционирования, используются для расчета местоположения на поверхности Земли; и описать функции пространственного, административного и пользовательского сегментов Глобальной системы позиционирования.Поскольку спутниковые сигналы могут искажаться из-за погодных условий и не обеспечивают требуемой точности, их необходимо исправить. Только корректирующие данные могут гарантировать точную навигацию. В навигационную систему, установленную на тракторе, поступают рассчитанные нами поправочные данные, которые передаются по мобильной связи на автомобиле.

Как работает навигация ГЛОНАСС:

• Навигационное оборудование отправляет запрос на подключение к специальным спутникам, вращающимся вокруг Земли.
• Чем больше спутников реагирует на приемник, тем выше точность позиционирования (для нормального позиционирования требуется как минимум четыре).
• После подключения они начинают получать информацию о собственном местонахождении, а также времени ответа.
• Микропроцессор, встроенный в приемник, анализирует полученную информацию и производит сравнение.
• На основе разницы между ответами спутников и их местоположением вычисляются приблизительные координаты приемника и, следовательно, транспортного средства.
• Эти действия постоянно повторяются, что позволяет в реальном времени отслеживать координаты транспортного средства, его направление движения, а также скорость.Однако следует учитывать, что с его увеличением точность ствольной коробки несколько снижается.

На сегодняшний день работают 24 спутника, что позволяет точно определять координаты по всей России и в доброй половине всего земного шара.

Это путь к максимальной точности.

Благодаря сети также можно контролировать качество сигнала в более крупных регионах. Весь процесс занимает всего несколько секунд. . Для спутниковой системы навигационного сигнала в документе управления пространственным интерфейсом.Все торговые марки и товарные знаки, упомянутые в наших статьях и, возможно, защищенные третьими сторонами, не подлежат никаким ограничениям в соответствии с положениями применимого закона о товарных знаках и правами собственности соответствующих зарегистрированных владельцев.

В отличие от популярных американских систем GPS, которые, кстати, покрывают всю планету, ГЛОНАСС имеет большую надежность за счет более удачно выбранных орбит. В ближайшее время планируется запустить еще несколько космических аппаратов, что значительно повысит устойчивость системы.

Важно! В некоторых случаях точность определения координат может сильно различаться. Это связано с топографией местности (например, если водитель едет через туннель, в который сигнал не может проникнуть в принципе), текущими погодными условиями, а также с конкретными спутниками, которые среагировали на приемник. Например, если четыре ответили на космический аппарат устройства на восточной стороне и ни один на западной стороне, это может исказить алгоритм расчета.

Если, несмотря на наше намерение, права третьих лиц будут нарушены, мы запросим уведомление без указания стоимости. Кроме того, без собственной системы требуемая точность невозможна для более важных приложений, чем конкретные, такие как навигация самолета.

На каждом сателлите часы являются избыточными, что обеспечивает отказоустойчивость, и это то, что до сих пор поддерживает его работу. Каждый спутник несет четыре цикла, два рубидиевых и два водородных мазера, когда их достаточно.Пять из этих часов вышли из строя за последние два года на первых запущенных спутниках и только на последней модели. Таким образом, аномалии затронули три из четырех исходных спутников и два из 14 самых современных спутников, но, как подчеркнул Вернер, 18 все еще функционируют.

Какие задачи решает система?

Наблюдение за местонахождением автомобиля — уникальная возможность, которая помогает как простому автолюбителю, так и предпринимателю. Вот лишь некоторые из возможных применений:

• Навигация по незнакомой местности.Сегодня никого не удивит наличие навигатора ни в машине, ни в смартфоне. С его помощью автолюбитель может построить желаемый маршрут с пошаговой инструкцией. Кроме того, современные устройства могут загружать карты через мобильную сеть, а также определять загруженность трафика и предлагать оптимальные маршруты со своей учетной записью. Производители таких устройств постоянно обновляют свои навигационные карты, поддерживая актуальность информации в системе.
• Предприятие автомобильного мониторинга.Раньше бизнесменам приходилось тратить большие деньги на потери топлива из-за использования водителями личных автомобилей. Использование системы ГЛОНАСС исключает эту опцию, потому что диспетчер будет видеть полный маршрут машины. Таким образом, можно рассчитать примерный расход топлива, время простоя (а, следовательно, и отдыха водителя), а также отклонения от маршрута, доказав использование автомобиля в своих целях. Если нарушения подтвердятся, то на такого водителя может выписать штраф, потому что доказательства, как говорится, очевидны.
• Применение в автосигнализации и противоугонных системах. С помощью ГЛОНАСС-приемника, установленного в трекере, владелец может получить информацию о местонахождении угнанного автомобиля, что позволит быстро его найти. Обмануть такую ​​систему очень сложно, так как она находится в труднодоступном месте и работает сразу на нескольких частотах.
• Использование в беспилотных автомобилях. ГЛОНАСС, как и любая другая навигационная система, является незаменимым компонентом дрона. Подобные технологии пока проходят испытания, но практически все эксперты прогнозируют постепенную замену обычных автомобилей беспилотными.

Устройство ЭРА ГЛОНАСС также используется для вызова спасателей. Поговорим об этом подробнее.

Сбои крайне неприятны для европейской промышленности, особенно если вспомнить, что стоимость системы превысит миллиард евро. Это был десятый спутник, отправленный на околоземную орбиту. В декабре, отправив больше космического материала в космос, китайское правительство начинает операции над тем, что они называют Бэйдоу. Но это главный конкурент системы глобального позиционирования, которая у нас до сих пор есть.Один на наших сотовых телефонах и на ошейниках наших собак? Вся инфраструктура находится под контролем Министерства обороны США.

Что такое ЭРА ГЛОНАСС?

Система мобильного телефона с SIM-картой, настроена для работы с любым оператором мобильной связи и предназначена для вызова экстренных служб.

Второй его компонент — модем, передающий необходимые данные спасателям.

Третий компонент — это усиленная антенна, которая принимает сигнал даже на сложных участках дороги.И, наконец, четвертый компонент — навигационный приемник ГЛОНАСС. Кроме того, современные модули системы также оснащены специальными датчиками, которые устанавливаются на транспортном средстве. Они реагируют на сильные удары или на автомобильный переворот.

Конечно, китайцам такая идея не нравится. Никакой помощи от дружественных стран. С приходом десятого спутника вы можете пользоваться функциями определения местоположения, времени и навигации. Сначала эти ресурсы доступны только китайцам, так как спутниковое покрытие ограничено их территорией.

Какие задачи решает система?

Спутники будущего должны выйти на орбиту с функцией расширения зоны покрытия Beida. Первоначально добавление покрытых регионов в Азии и распространение по мере необходимости. Это должно происходить там. Благодаря Beidou Китай меньше зависит от иностранных технологий, в основном для принятия военных решений. Создавая свою систему, они знают, что работает, а что нет. Они также знают, что у них нет правительства, которое манипулирует информацией — по крайней мере, этого не должно быть.

В кабине водителя есть микрофон с динамиком для разговора с диспетчером, а также тревожная кнопка.

Как работает система ЭРА ГЛОНАСС:

• При нажатии на тревожную кнопку или после срабатывания датчиков устройство получает сигнал диспетчеру.
• Оператор дозванивается до водителя и пытается с ним связаться (для разговора используются микрофон и динамик, установленные в автомобиле).
• Если выйти на связь не удалось или авария подтверждается самими водителями, диспетчер отправляет информацию в службу спасения.
• Спасатели сразу идут на вызов без подтверждения, так как им сообщают точные координаты места аварии.

Преимущества такой системы очевидны. Давно известно, что большинство смертей происходит не во время дорожно-транспортных происшествий, а гораздо позже из-за несвоевременного появления спасателей. Система ЭРА ГЛОНАСС решает эту проблему.

Китай — не единственная страна в мире, которая построила собственную систему позиционирования. Европейцы любой ценой пытаются собрать «Галилео».Некоторые спутники находятся на орбите, но европейцы еще далеки от завершения проекта. Этот сим имеет глобальное покрытие.

Он также состоит из сегмента управления космическим сегментом и сегмента пользователя, который затем уменьшается со временем из-за отсутствия адекватных экономических распределений. Спутники расположены на трех наклонных орбитальных плоскостях 64, 8 ° относительно экватора, на высоте орбиты 100 км, орбитальные плоскости, расположенные на расстоянии 120 °, содержат по 8 эквивалентных спутников. Период обращения каждого спутника составляет около 11 часов 15 минут.

Кроме того, устройство полностью совместимо с аналогичными европейскими решениями, что позволяет получать помощь не только в России, но и за рубежом.

Какие данные собирает ЭРА ГЛОНАСС?

Многие водители беспокоятся о сохранности своих личных данных, так как устройство вызова службы экстренной помощи должно быть установлено на всех новых автомобилях в обязательном порядке. Часто можно услышать опасения по поводу передачи информации о маршрутах третьим лицам, а также прослушивания всех разговоров в салоне через установленный микрофон и динамик.Однако производители устройств все эти данные опровергают. Согласно их заявлениям, устройства собирают только такую ​​информацию, как:

• Показания датчиков скорости и удара, необходимые для срабатывания устройства.
• Информация об использовании кнопок, расположенных в салоне.
• Данные, полученные от водителя во время разговора с диспетчером, если он имел место.
• Номер и марка автомобиля.
• Скорость, с которой произошло столкновение.
• Тип двигателя и использованное топливо.
• Информация о количестве пассажиров (рассчитывается по количеству пристегнутых ремней безопасности).
• Данные о местонахождении машины, полученные от навигатора.

Насколько надежен прибор и нужно ли его обслуживать?

Все компоненты системы изготовлены из прочных материалов, поэтому они не могут быть повреждены в результате аварии. Кроме того, система оснащена усиленной антенной для лучшего приема сигнала.Последнее особенно актуально при путешествиях по региону, поскольку покрытие сотовой связью в таких районах оставляет желать лучшего.

Отдельно стоит отметить, что ГЛОНАСС ЭРА имеет на борту собственные аккумуляторы, которых обычно хватает на несколько часов работы устройства, если в результате аварии он отключился от бортовой сети автомобиля. Элементы также включаются, когда аккумулятор находится в разряженном состоянии или генератор не обеспечивает достаточного напряжения для работы устройства.

Системные модули могут работать сразу на нескольких частотах, что исключает возможность использования глушилок или других устройств, снижающих эффективность работы механизма.

Все компоненты ЭРА ГЛОНАСС перед установкой обязательно опломбируются. Это сделано для того, чтобы исключить возможность открытия и прошивки ПО.

Заключение

Навигационная система ГЛОНАСС позволяет автомобилистам и предпринимателям решать множество задач. Мониторинг, навигация, вызов службы спасения, контроль времени водителя — далеко не исчерпывающий перечень преимуществ данной технологии.Производители постоянно работают как над самой системой, так и над разработкой решений на ее основе, позволяющих сделать использование автомобиля еще более удобным и комфортным. Отдельно следует сказать о точности определения координат, которая постоянно увеличивается при запуске новых спутников на орбиту.

Из этого материала вы узнали, как работает КАНАЛ ГЛОНАСС, что это такое и в чем его преимущества. Кроме того, мы постоянно работаем над его улучшением, хотя уже можем сказать, что ГЛОНАСС как система навигации полностью оправдывает свое использование.

Если вы обнаружите ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl + Enter .

В контакте с

Принцип работы Спутниковая навигация gLONASS основана на определении расстояния от текущего местоположения до группы спутников. Точное местоположение спутников GPS известно из данных эфемерид и альманаха, передаваемых в навигационных сообщениях. Зная расстояние до трех спутников, вы можете определить свое текущее местоположение как точку пересечения трех кругов.

Расстояние до спутников определяется простым уравнением R = t * c, где t — время распространения радиосигнала от спутника до наблюдателя, а c — постоянное значение, равное скорости света. Соответственно, зная время, за которое сигнал прошел от спутника до приемника GPS, и умножив его на скорость света, вы можете определить расстояние.

Принцип работы ГЛОНАСС, GPS следующий. На околоземную орбиту (около 20 тысяч километров) выведены 24 космических спутника большой дальности, покрывающие своими сигналами всю поверхность Земли (кроме полюсов).Наземная часть комплекса состоит из специальных мощных передатчиков, сигналы которых улавливаются спутниковыми приемниками и ретранслируются на поверхность планеты. Помимо репитеров на спутниках установлены точные атомные часы.

Для определения координат переносного (или установленного на борту самолета, корабля, автомобиля) приемника достаточно улавливать радиосигналы от трех орбитальных спутников одновременно (минимальное количество, обычно больше каналов). Посредством расчета временных задержек особым образом закодированных спутниковых сигналов (время излучения сигнала проверяется внутренними эталонными часами приемника), приемник ГЛОНАСС, GPS может определять свои собственные географические координаты с точностью до 10-100 метров.У военных приемников точность определения координат намного выше, но эти технологии закрыты для широкого использования. По доплеровскому сдвигу несущей частоты приемник может определять направление и скорость своего движения (в кармане или в руке владельца).

Расположение

Теперь расскажем о том, как это работает. ГЛОНАСС, GPS-навигатор должен знать две вещи, чтобы выполнять свою работу.Он должен знать ГДЕ спутники (местоположение) и как ДАЛЬШЕ они расположены (расстояние). Давайте сначала посмотрим, как ГЛОНАСС, GPS-навигатор знает, где находятся спутники в космосе. ГЛОНАСС, GPS-навигатор получает два типа кодированной информации со спутников. Один тип информации, называемый «альманах», содержит данные о местоположении спутников. Эти данные постоянно передаются и хранятся в памяти ГЛОНАСС, GPS-навигатора, поэтому он знает орбиты спутников и предполагаемое местонахождение каждого спутника.

Данные альманаха периодически обновляются по мере движения спутников. Любой спутник может незначительно отклоняться от орбиты, а наземные станции постоянно отслеживают орбиту, высоту, местоположение и скорость спутников. Наземные станции отправляют данные об орбите на главную станцию ​​управления, которая, в свою очередь, отправляет исправленные данные обратно на спутники. Эти скорректированные данные о точном местоположении спутника называются «эфемеридными» данными, которые действительны в течение примерно четырех или шести часов и передаются в ГЛОНАСС, GPS-навигатор в виде кодированной информации.

Таким образом, получив данные альманаха и эфемерид ГЛОНАСС, GPS-навигатор всегда знает местоположение спутников.

Время

Даже если ГЛОНАСС, GPS-навигатор знает точное положение спутников в космосе, ему все равно необходимо знать, как далеко они находятся (расстояние), чтобы определить свое положение на Земле. Существует простая формула, которая сообщает приемнику, как далеко он находится от каждого спутника: расстояние от спутника равно скорости передаваемого сигнала, умноженной на время, необходимое для прохождения сигнала от спутника до ГЛОНАСС, GPS-навигатора ( Скорость x Время прохождения сигнала = Расстояние).

Вспомните, как вы определяли, как далеко от вас была гроза, когда вы были ребенком. Когда вы видели молнию, вы считали, сколько секунд потребуется, чтобы гром был услышан. Чем больше считали, тем дальше была гроза. ГЛОНАСС, GPS-навигация работает по тому же принципу, который называется «Время прибытия».

Используя базовую формулу для определения расстояния, приемник уже знает скорость. Это скорость радиоволны — 186 000 миль в секунду (скорость света) с учетом задержки сигнала при его прохождении через атмосферу Земли.

Теперь ГЛОНАСС, GPS-навигатору нужно определить временную составляющую формулы. Ответ кроется в кодированных сигналах, которые передают спутники. Переданный код называется «псевдослучайным кодом», потому что он похож на шумовой сигнал. Когда спутник генерирует псевдослучайный код, ГЛОНАСС, GPS-навигатор генерирует тот же код и пытается согласовать его с кодом спутника. ГЛОНАСС, GPS-навигатор сравнивает два кода, чтобы определить, на сколько необходимо задержать (или сдвинуть) свой код, чтобы он совпадал с кодом спутника.Чтобы получить расстояние, время задержки (смещение) умножается на скорость света.

Часы ГЛОНАСС, GPS-навигаторы не отслеживают время так точно, как спутниковые часы. Включение GPS-навигатора атомных часов в ГЛОНАСС сделало бы его намного больше и намного дороже! Поэтому каждое измерение расстояния требует корректировки на величину погрешности внутренних часов ГЛОНАСС, GPS-навигатора. По этой причине измерение расстояния называется «псевдодальностью». Чтобы определить положение с использованием данных псевдодальности, необходимо отслеживать и пересчитывать записанные данные как минимум с четырех спутников, чтобы ошибка исчезла.

Полный круг

Теперь, когда у нас есть положение спутника и расстояние до него, приемник может определить его местоположение. Допустим, мы находимся на расстоянии 11 000 миль от спутника. Тогда наше местоположение будет где-то в обычной сфере со спутником в центре с радиусом 11 000 миль. Далее, предположим, что мы находимся на расстоянии 12 000 миль от другого спутника. Вторая сфера пересечется с первой, образуя общий круг.Если вы добавите третий спутник на расстоянии 13 000 миль, будут две общие точки, где пересекаются три сферы.

Хотя есть два возможных положения, они сильно различаются по широте, долготе и высоте. Чтобы определить, какая из двух точек соответствует вашему фактическому местоположению, ГЛОНАСС, GPS, навигатор также должен указать примерную высоту над уровнем моря. Это позволит приемнику вычислить 2-координатное положение (широта, долгота).Если есть четвертый спутник ГЛОНАСС, GPS-навигатор сможет определить 3-ю координату (широту, долготу, высоту). Итак, допустим, расстояние до четвертого спутника составляет 10 000 миль. Теперь у нас есть четвертая сфера, пересекающая первые три в одной общей точке.

Эволюция глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) — геопространственный мир

Хотя GNSS начиналась как военная система в США и бывшем СССР в основном для навигации военных кораблей, вскоре стало ясно. что в гражданской сфере может быть много приложений.

Определение своего местоположения на земном шаре — проблема, которая беспокоила путешественников и исследователей с тех пор, как было твердо установлено, что Земля не плоская, по крайней мере, с географической точки зрения. Основная проблема — найти точку отсчета и систему координат, которые можно использовать для ориентации на сферическом объекте, таком как Земля. Полярная звезда предоставила небесную точку отсчета и стала северной; отсюда противоположный конец стал Югом; и точно посередине мы поместили артефакт, названный экватором.

Солнечная высота в полдень местного значения, измеренная с помощью секстанта, была преобразована в широты, но долгота представляла большую проблему, пока английский плотник, ставший часовщиком, Джон Харрисон не разработал морской точный хронометр для определения разницы между местным временем и часами. Время по Гринвичу для расчета долготы. Гринвич стал нулевой долготой, еще один артефакт, который с тех пор сместился на запад на 100 метров.

От сфероида к сфероиду

Секстанты и хронометры — игрушки не всех.Поэтому их использование оставалось делом для морской и воздушной навигации. Аэронавигация также нуждалась в новых инструментах, таких как ADF, INS и VOR. Наземная навигация была проще, но требовались карты, а навигационные карты — для морской и аэронавигации. Вскоре стало ясно, что карты и диаграммы, основанные на местных моделях Земли, называемых сфероидами, создают проблему при перемещении от одного сфероида к другому при навигации по земному шару. Требовались математические преобразования для поддержания точности определения местоположения от сфероида к сфероиду.С появлением спутников появилась возможность моделировать Землю в целом, используя очень точные измерения с помощью геодезических и дальномерных спутников, чтобы создать глобальный сфероид, к которому можно было бы привязать все измерения. Таким образом, все формы навигации теперь могут использовать одну унифицированную модель, WGS 84 является последней в этой серии.

Использование спутников для навигации началось с навигационной спутниковой системы ВМС США NNSS в 1964 году с использованием спутниковой системы TRANSIT. Эта система оказалась полезной не только для ВМФ, но и для гражданского населения.Примечательно, что в 1983 году высота Эвереста была скорректирована системой TRANSIT до 8850 м по сравнению с первоначальными 8 840 м, измеренными в 1856 году (сегодня она составляет 8 848 м, по измерениям китайцев). С 1970 года у русских были аналогичные системы под названием «Парус» для использования в военных целях и «Цикада» для использования в гражданских целях. Сегодня американская система TRANSIT заменена GPS, а российские системы — ГЛОНАСС. Существует несколько глобальных и региональных систем определения местоположения и навигации. Другие разрабатываемые глобальные системы — это европейский Galileo и китайский COMPASS, который теперь называется BeiDou-2 или BDS.Среди региональных систем — индийская IRNSS, теперь называемая NAVIC, и японская QZSS.

Работа приемников ГНСС

Навигационные спутники работают по принципу трилатерации. Положение объекта определяется его широтой, долготой на сфероиде и высотой над Средним уровнем моря. Если во время измерения известно мгновенное положение трех спутников и известно расстояние от точки измерения до каждого из этих трех спутников, то широту, долготу и высоту точки можно определить с помощью простой формулы расстояния.На практике для корректировки временных погрешностей необходим четвертый спутник.

Как приемник GPS определяет расстояние до каждого спутника? Это делается путем сравнения кода, генерируемого спутником, с таким же кодом, генерируемым внутри приемника. Разница во времени между двумя кодами, умноженная на скорость света, дает расстояние. Это требует очень стабильного источника сигнала на спутниках, который обеспечивается рубидиевыми часами, которые используются для генерации кода и несущего сигнала для кода.Каждый спутник имеет уникальный код, поэтому приемник может идентифицировать каждый спутник в поле зрения. Носитель также содержит точные орбитальные параметры спутника, которые регулярно обновляются. Параметры орбиты обновляются с помощью станций контроля целостности и дальности. Центральная станция управления загружает параметры орбиты и регулярно синхронизирует часы Rubidium на каждом спутнике GNSS.

Сигналы от спутников GNSS передаются в L-диапазоне на пяти назначенных частотах, называемых от L1 до L5.Из них L1 и L2 используются всеми спутниками GNSS, L3 выделен отдельно для передачи со спутников на наземные станции для обнаружения ядерных взрывов. L4 должен использоваться для ионосферных поправок, а L5 в конечном итоге будет поддерживать приложения для обеспечения безопасности человеческой жизни в авиации и обеспечивать повышенную доступность и точность.

Глобальные системы

Глобальная система позиционирования, GPS — US

Это самая старая система, которая начала работу в 1978 году и выросла до 32 запланированных спутников на средней околоземной орбите, MEO в 20180 км.Орбиты выбраны таким образом, чтобы в любой момент времени наблюдатель в любой точке Земли находился в поле зрения наблюдателя. Первоначально предназначенный исключительно для использования в военных целях, он был открыт для публики в середине 80-х годов с выборочной доступностью, которая ограничивала точность определения местоположения до 100 метров. Военные по-прежнему демонстрируют точность стрельбы на 5 м и выше. SA была прекращена с 2000 года, когда военные также разработали технологии, позволяющие отказывать потенциальным противникам в услугах GPS на региональной основе. Широко распространено мнение, что это использовалось во время Каргильской войны.

ГЛОНАСС — Россия

Решением, принятым в 1978 г., ГЛОНАСС начал функционировать к 1993 г. над Россией с 12 спутниками на 2 орбитах на расстоянии 19 130 км. Его полная емкость и глобальный охват были достигнуты к 2015 году, когда 23 из 27 спутников были задействованы. Точность сопоставима с GPS, но немного ниже. Однако точность лучше, чем у GPS в более высоких широтах. Частоты те же L1 и L2, но изначально был принят другой режим доступа, FDMA, до перехода на CDMA.ГЛОНАСС также работает на другой модели сфероида, но его отличие от WGS84 составляет менее 40 см. Используя одновременно ГЛОНАСС и GPS, приемники GNSS имеют доступ к 50 спутникам и, следовательно, могут быстрее определять местоположение, особенно в городских каньонах и труднопроходимых горных районах.

Галилео — Европейский Союз

Этот проект создается ЕКА под руководством Германии, Франции и Италии. К проекту присоединились и другие европейские страны: Норвегия и Швейцария.К программе также присоединились Израиль, Марокко и Украина. Китай должен был присоединиться, но позже отказался, так как решил продолжить свою собственную программу BeiDou. Программа направлена ​​на развитие независимого потенциала в гражданском пространстве в отличие от GPS, BeiDou и ГЛОНАСС, которые находятся под военным контролем. Точность Galileo будет выше, чем у GPS и ГЛОНАСС: один метр для публичного использования и один сантиметр для платных пользователей. Есть положение об исключительном военном использовании в случае чрезвычайных ситуаций, таких как война.Программа была охвачена проблемами с финансированием, а также трениями с США по вопросам безопасности. Однако они были преодолены, и 12 из запланированных 30 спутников находятся на орбите. Полное рабочее состояние ожидается к 2020 году.

Galileo уникален, поскольку он разработан для обеспечения новой функции глобального поиска и спасания (SAR) как часть системы MEOSAR. Помимо ретрансляции сигналов бедствия от аварийных радиобуев в координационный центр спасательных операций, он также обеспечит обратную связь с радиомаяком для подтверждения приема сигнала бедствия и начала спасательных работ.Этого не существует в нынешней системе Коспас Сарсат.

BDS / BeiDou-2 / COMPASS — Китай

Китайская система началась как региональная система BeiDou-1 с тремя геостационарными спутниками, обслуживающая Китай и его окрестности. Сигналы находились в S-диапазоне с точностью до 20 метров. К концу 2012 года BeiDou-1 был выведен из эксплуатации.

BeiDou-2 — это совершенно новая система, состоящая из 35 спутников, пять из которых планируется вывести на геостационарную орбиту для обеспечения совместимости BeiDou-1 с существующими наземными системами, 25 запланированы на MEO и 5 запланированы на наклонных геостационарных орбитах.По записям запусков: 6 на геостационарной орбите, 8 на наклонной геостационарной орбите и 5 на MEO. Дополнительные спутники на GEO и IGSO, возможно, находятся на запасных орбитах. Частоты BeiDou-2 перекрывают частоты Galileo, обеспечивая таким образом взаимодействие между двумя системами. На данный момент система называется BeiDou Navigation System, BDS, и в настоящее время обслуживает Китай и его окрестности. Ожидается, что BeiDou начнет работать во всем мире к 2020 году, обеспечивая точность 10 м для населения и выше для использования в военных целях.

Региональные системы

NAVIC — Индия

Система IRNSS, получившая название NAVIC после ввода в действие, является прямым результатом ограничений, наложенных на использование системы GPS США во время Каргильской войны с Пакистаном. Система NAVIC состоит из 7 спутников, 3 на геостационарной орбите и 4 на наклонных геостационарных орбитах. Система была введена в эксплуатацию в 2016 году. Система работает в диапазонах L5 и S и обеспечивает точность более 20 м над регионом Индийского океана и 10 м над Индией для общественного использования и 10 см для авторизованных пользователей, включая военных.

Посетите наш информационно-графический раздел, чтобы получить быстрое и четкое представление о IRNSS:

https://www.geospatialworld.net/infographic-irnss-navic-indias-gps/

QZSS — Япония

QZSS или квазизенитная спутниковая система имеет уникальную конфигурацию спутниковой орбиты. Это сильно наклоненная слегка эллиптическая геосинхронная орбита, которая дает покрытие над Японией и Тихоокеанским регионом. На данный момент запущен один спутник, MICHIBIKI, еще три QZSS и один геостационарный спутник находятся в разработке.Используя стандартные частоты GNSS L1, L2 и L5, QZSS дополнит GPS и предоставит услуги определения местоположения, расширенного позиционирования и обмена сообщениями. Ожидается, что обслуживание начнется с 2018 года. В конечном итоге к 2020 году планируется установить еще четыре спутника QZSS. Ожидается, что точность будет лучше 7 метров. Точная служба будет около 2 м и будет использовать сигнал DGPS в L-диапазоне.

Спутниковые дополненные системы — SBAS

На основе этих GNSS существует несколько региональных расширенных навигационных систем под общим названием Satellite Based Augmented System, SBAS.Это глобальная расширенная система, WAAS в США, Европейская геостационарная навигационная служба, EGNOS в Европе и дополненная навигационная система GEO с поддержкой GPS, GAGAN в Индии, все они основаны на системе GPS. Спутниковая навигационная система MTSAT (MSAS) в Японии и Система дифференциальной коррекции и мониторинга SDCM в России, основанная на ГЛОНАСС и GPS. Китай планирует использовать SNAS, систему дополнения спутниковой навигации, для предоставления услуг, аналогичных WAAS, для региона Китая.Эти системы в первую очередь предназначены для навигации самолетов, включая этапы посадки и взлета, но также используются для других приложений наземной и морской навигации. Им требуется дополнительное оборудование для дополнения основных приемников GNSS.

SBAS является усовершенствованной службой определения местоположения GNSS. Проблема с GNSS заключается в ошибке из-за атмосферы, через которую сигнал должен пройти, прежде чем достигнет пользовательского оборудования, такого как смартфон. Эта ошибка, называемая тропосферной и ионосферной ошибкой, вносит случайные изменения в сигнал, которые ухудшают точность измерения расстояния от устройства до спутника, излучающего сигнал.Использование GNSS в дифференциальном режиме, таком как DGPS, может уменьшить эту ошибку. Но это невозможно в быстро движущемся объекте, таком как самолет. В SBAS есть несколько наземных станций, которые непрерывно измеряют ошибки и обновляют поправки через другой канал, например геостационарный спутник. Эти поправки применяются в реальном времени и могут снизить погрешность до одного метра, что позволяет использовать систему посадки по приборам CAT-I.

Ожидается, что количество устройств GNSS достигнет 7 миллиардов, почти по одному на человека к 2019 году.Смартфоны лидируют на рынке с 3,08 миллиардами, за ними следуют устройства дорожной навигации с 0,26 миллиардами по состоянию на 2014 год

Другие приложения

Хотя GNSS начиналась как военная система в США и бывшем СССР в основном для навигации военных кораблей, а затем была распространена на межконтинентальные баллистические ракеты, вскоре стало ясно, что в гражданской сфере может быть много применений. Чтобы убедить США в том, что систему необходимо сделать доступной для гражданского использования, потребовалась катастрофическая съемка рейса 007 корейской авиакомпании в 1983 году, а в 2000 году выборочная доступность была отключена.

Хотя США и Россия по-прежнему осуществляют военный контроль, новые системы, такие как Galileo, NAVIC, BDS и QZSS, в первую очередь ориентированы на гражданское применение. Применения GNSS варьируются от навигации и определения местоположения до точного земледелия, геодезии, точного времени и научных исследований атмосферы и земной коры, включая прогнозирование землетрясений.

Деловые перспективы

Выпуск 4 Отчета о рынке GNSS Европейского агентства GNSS дает очень хорошее представление о рынке GNSS.Исследование охватывает как основные рынки, такие как персональные навигационные устройства, так и вспомогательные рынки, такие как смартфоны, авиация, точное земледелие и поисково-спасательные операции. Ожидается, что количество устройств GNSS достигнет 7 миллиардов, почти по одному на человека к 2019 году. Смартфоны лидируют на рынке с 3,08 миллиардами, за ними следуют устройства дорожной навигации с 0,26 миллиардами по состоянию на 2014 год. Ожидаемый рост — Азиатско-Тихоокеанский регион с 11% в год, так что к 2023 году он обгонит рынки США и Европы вместе взятые.Ближний Восток и Африка покажут темпы роста 19%, поскольку они начнутся с низкой базы.

В умных городах GNSS обеспечит интеллектуальную мобильность и приложения LBS, а также решения для автономного вождения, оптимизацию поездок и автоматические транзакции, такие как сборы за проезд и парковку. GNSS будет использоваться в управлении контейнерами и другими мобильными активами. Big Data Analytics будет использовать данные GNSS для моделирования и управления трафиком, а также для борьбы с массовыми скоплениями людей. С увеличением взаимодействия между машинами GNSS станет неоценимой частью Интернета вещей.

Основной рынок (наборы микросхем) вырастет на 8,3%, но замедлится до 4,6% с 2020 по 2023 год из-за снижения затрат, но вторичный рынок устройств с поддержкой GNSS вырастет на 7%, превысив прогноз мирового ВВП в 6,6 %. LBS будет принадлежать львиная доля в 53,2%, за ней следует дорожная навигация в размере 38%. Остальные основные рынки будут занимать сектор геодезии (4,5%) и сельское хозяйство с показателем 1,9%. Остальное внесут морское, авиационное, железнодорожное и временное. Хотя GPS является ведущей GNSS, за ней следует ГЛОНАСС, основное внимание уделяется тому, сколько устройств поддерживает несколько созвездий GNSS.В то время как устройства, поддерживающие только одну группировку GNSS, составляют около 40%, остальные обеспечивают как минимум две возможности GNSS, при этом 21% поддерживает все четыре глобальные системы, GPS, ГЛОНАСС, Galileo и BeiDou. Это индикатор будущего курса, которого должны придерживаться производители микросхем, а также производители устройств и сумматоров.

Дорога впереди

GNSS распространились на четыре основные глобальные и две региональные системы. Этот рост обусловлен военным происхождением и необходимостью иметь независимый военный потенциал.С открытием системы для гражданского использования произошел взрывной рост приложений, которые сделали систему более демократичной. Новые приложения создаются быстрыми темпами, и это основная область роста, особенно для Азиатско-Тихоокеанского региона.

Проф. Аруп Дасгупта
Ответственный редактор

спутников ГЛОНАСС на своих орбитах вокруг Земли

Контекст 1

… таким образом была достигнута его первоначальная оперативная способность (IOC).Спутники GPS размещены на высоте около 20200 км. Система достигла полной работоспособности в 1995 году, и, таким образом, обеспечивала стандартное позиционирование, которое обеспечивало точность 70 м по горизонтали и 100 м по вертикали для гражданских пользователей. С отключением выборочной доступности для гражданских пользователей стандартная точность позиционирования стала 1 м, а использование передовых технологий позволяет достичь точности даже ниже 1 см ((Pet-GPS состоит из трех сегментов: • Космический сегмент — включает спутники и широковещательные сигналы.Космический сегмент состоит из системы спутников и излучаемых / транслируемых сигналов, которые позволяют определять положение, скорость и время. 24 спутника распределены в 6 неравномерно распределенных (лучший охват северного полушария) орбитальных плоскостях (по 4 спутника в каждой плоскости), наклоненных под углом 55 ° к экваториальной плоскости (рис. 1). Каждый спутник проходит свой орбитальный путь (длиной 26560 км) за 11 часов 58 минут. Они размещены таким образом, чтобы приемник GPS на Земле всегда мог принимать сигналы как минимум от 4 спутников, что является минимумом для правильного определения положения с помощью процедуры трилатерации.Каждый спутник непрерывно передает сигналы L1 и L2, которые содержат два кода на двух разных частотах. Один код защищен и используется в военных целях. Ярлык этого кода — P (точность) или P (Y), и означает службу точного позиционирования (PPS). Другой код доступен для гражданских пользователей, метка этого кода — C / A (Coarse / Acquisition), и делает Standard Positioning Service (SPS). С февраля 1994 года появилась возможность шифрования P-кода, который можно назвать Y-антиспуфингом (AS).На обоих кодах есть навигационное сообщение. L1 несет код C / A и P (Y), а L2 несет только код P (Y), поэтому для реализации услуги SPS используется только L1, а для реализации услуги PPS используется сигнал L1 и L2. США оставили возможность снизить точность службы SPS, искусственно вернув точность до 50 — 100 метров. Это ухудшение сигнала было названо избирательной доступностью (SA). Выборочная доступность была отключена 1 мая 2000 года.С 2005 года код C / A был добавлен к сигналу L2, и оба сигнала получили новый военный (M) код. M-код используется для реализации новой концепции избирательного отказа (SD — Selective Denial). Эта концепция позволяет отказаться от использования сигналов GPS, за исключением M кода. GPS использует CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов) ((Grewal et al., 2007), (Kaplan and Hegarty, 2006)). • Сегмент управления — наземное оборудование, выполняющее мониторинг спутников, орбитальные расчеты и контроль, необходимое для повседневного управления космическим сегментом.Сегмент управления отвечает за техническое обслуживание и исправное функционирование спутников. Это включает в себя удержание спутников на их точных орбитальных позициях и мониторинг ситуации и точности спутниковых подсистем. Сегмент управления включает в себя главную станцию ​​управления (Master Control Station — MCS), 3 станции для передачи данных на спутник и 11 станций мониторинга ((Clore, 2009), ()). • Пользовательский сегмент — полный набор оборудования и техники, необходимых пользователям. Пользовательский сегмент состоит из приемников GPS, которые принимают и обрабатывают сигналы, исходящие от спутников, другими словами — они предоставляют пользователю информацию о местоположении, скорости и времени.Характеристики приемника определяются в зависимости от использования, и разработка прошла несколько этапов. Существует ряд классификаций, одна из которых классифицирует приемники GPS на: ручные, встроенные в автомобиль и приемники для внедрения в другие системы ((Riyos, 2000), (Clore, 2009)). ГЛОНАСС был разработан для определения местоположения и скорости в реальном времени, первоначально для использования советскими военными для навигации и наведения баллистических ракет. Это была советская спутниковая навигационная система второго поколения, усовершенствованная по сравнению с системой ЦИКЛОН, которая требовала от одного до двух часов обработки сигнала для расчета местоположения с высокой точностью.Напротив, как только приемник ГЛОНАСС отслеживает спутниковые сигналы, определение местоположения доступно мгновенно. Утверждается, что при максимальной эффективности стандартные услуги позиционирования и синхронизации системы обеспечивают точность горизонтального позиционирования в пределах 57–70 метров, вертикальное позиционирование в пределах 70 метров, измерение вектора скорости в пределах 15 см / с и передачу времени в пределах 1 мкс. Базовая система ГЛОНАСС развивалась с 1979 по 1995 год. Система ГЛОНАСС состоит из: космического сегмента, наземного сегмента управления и пользовательского сегмента ().• Космический сегмент будет состоять из 24 спутников на высоте около 19,100 км (MEO) на трех орбитах (спутники распределены равномерно), разделенных углом 120 ° по географической длине, 15 ° по широте и наклонен под углом 64,8 ° к экваториальной плоскости (рис. 2). Каждый спутник проходит свой орбитальный путь (протяженностью 25510 км) за 11 часов 16 минут. Основным принципом системы спутниковой группировки ГЛОНАСС является гарантированная видимость минимум 5 спутников в любой точке в любое время (Ступак, 2008).В настоящее время имеется 18 + 3 активных / действующих спутника, что достаточно для полного покрытия территории Российской Федерации. Два спутника находятся в стадии ремонта. • Сегмент управления системой ГЛОНАСС состоит из 1 центра управления и 5 станций мониторинга. • Пользовательские услуги, предоставляемые системой ГЛОНАСС (): • Standard Precise Service (SPS) — предназначены для гражданского использования, бесплатная услуга. Точность позиционирования составляет 5 м по горизонтали и 10 м по вертикали. Сервис SPS официально доступен для бесплатного использования с 18 мая 2007 года, в результате чего был разработан ряд пользовательских сервисов, поддерживающих сигналы от нескольких спутниковых систем.Тенденция развития сервиса SPS была очень похожа на сервисы, предоставляемые системой Galileo. 2. High Precision Service (HPS) — для использования в военных целях, авторизованный доступ, кодированный сигнал. Оригинальный дизайн ГЛОНАСС включает сигналы L1 и L2 с кодами C / A (грубый / захват) и P (точный). На обоих кодах есть навигационное сообщение. L1 несет код C / A, а L2 несет код P, поэтому для реализации услуги SPS используется только L1, а для реализации услуги HPS используется сигнал L1 и L2 (Stupak, 2008).Вскоре после запуска ГЛОНАСС он столкнулся с серьезными финансовыми проблемами, которые были вызваны ситуацией в стране. Дополнительная проблема заключалась в сроке службы спутника 3 года по сравнению со спутниками GPS, которые рассчитаны на 7,5 лет эксплуатации и были активны до 10 лет. В декабре 2003 года был запущен спутник нового типа. Он отличался увеличенным сроком службы (до 7 лет) и возможностью испускать код C / A, связанный с сигналом L2, что сделало ГЛОНАСС первой двухчастотной системой GNSS для гражданского использования.С 2005 года количество возможных частот было сокращено и определены их новые пределы. В сети ГЛОНАСС используется модуляция FDMA (множественный доступ с частотным разделением каналов) (). В конце прошлого века европейским странам пришла в голову идея разработать собственную GNSS исключительно для гражданского использования. Реализация системы Galileo находится в стадии реализации, цель которой — обеспечить систему высокой точности для определения пространственного положения, скорости и времени (Position-Velocity-Time: PVT). Система Galileo состоит из космического сегмента, наземного сегмента управления и пользовательского сегмента ().• Космический сегмент будет состоять из 27 действующих спутников и 3 резервных спутников, которые будут размещены на высоте около 23,222 км (MEO), разделенных на 3 орбиты (10 спутников, равномерно распределенных в каждой плоскости, 9 рабочих и 1 резервный спутники), с наклон 56 °. Каждый спутник движется по своей орбитальной траектории (протяженностью 30000 км) за 13 часов 45 минут. • Сегмент наземного управления будет состоять из 2 станций управления, 5 станций мониторинга и передачи данных на спутник, 9 станций передачи навигационных данных и 30-40 станций мониторинга.• Пользовательские (гражданские) услуги, которые будут предоставляться системой Galileo (Enderle, 2009): 1. Open Service (OS), полностью открытая, бесплатная услуга для стандартных режимов морских и наземных навигационных систем, имеет стандартные и точный рабочий режим. Гарантированная точность в горизонтальной плоскости — 4м, в вертикальной — 8м. 2. Safety of Life (SoL) имеет все функциональные возможности служб ОС, пользователи авторизованы, а непрерывность обслуживания гарантируется, что подходит для навигации на воздушном, наземном и морском транспорте.Гарантированная точность в горизонтальной плоскости — 4м, в вертикальной — 8м. 3. Коммерческое обслуживание (CS), коммерческий подход, введение двух дополнительных зашифрованных сигналов, уровень точности достаточен для точного земледелия, геодезических измерений и т. Д. Непрерывность обслуживания гарантируется. Точность определения пространственной координаты в режиме CS находится на сантиметровом уровне. 4. Государственная регулируемая служба (PRS), авторизованный доступ, сигналы шифрования для PVT, с высоким приоритетом непрерывного использования услуг, стратегической и безопасной инфраструктуры.Гарантированная точность в горизонтальной плоскости — 6,5 м, в вертикальной — 12 м. 5. Поиск и спасение (SAR), текущая локализация экстренных вызовов, спасательные операции и т. Д. Доступ имеют авторизованные службы. Сеть Galileo будет использовать сигналы E2-L1-E1 (в том же диапазоне, что и GPS L1), E6, E5b и E5a (в том же диапазоне, что и GPS L5). Комбинирование кодов с базовыми сигналами (модуляция CDMA) приводит к 11 различным сигналам. Шесть комбинаций будут использоваться для ОС и SoL, две только для CS, только две для PRS и одна исключительно для службы SAR (Enderle, 2009).Разработка системы Galileo осуществляется в 4 этапа (рис. 3). Оценка девелоперских проектов проводилась на первом этапе. Второй этап предполагает запуск 2-х тестовых спутников (запущено …

ГЛОНАСС

Перейти к: Цели миссии, Оборудование миссии, Параметры миссии, Дополнительная информация

Фотографии миссии:

Задачи миссии:

Глобальная навигационная спутниковая система (Глобальная навигационная спутниковая система, ГЛОНАСС) основана на группировке активных спутников, спонсируемых Министерством обороны Российской Федерации, которые непрерывно передают кодированные сигналы в двух частотных диапазонах, которые могут быть приняты пользователи в любом месте на поверхности Земли для определения своего местоположения и скорости в режиме реального времени.Основное применение ГЛОНАСС — определение местоположения и передача времени. Все спутники весят около 1400 кг и находятся на круговых орбитах с перигеями около 19 000 км; с эксцентриситетом от 0,0001 до 0,0035; с наклонами от 64,2 до 65,6 градусов; и с орбитальным периодом 676 минут.

Система является аналогом Глобальной системы позиционирования США. (GPS) и обе системы используют одни и те же принципы передачи данных и позиционирования. методы.12 октября 1982 г. первые спутники ГЛОНАСС были размещены в орбита, и началась экспериментальная работа с ГЛОНАСС. За это время система была протестирована, и были улучшены различные аспекты, в том числе сами спутники. Хотя первоначальные планы указывали на 1991 год для полная операционная система, развертывание полного созвездия спутников был завершен в конце 1995 — начале 1996 года. ГЛОНАСС-1 через -61 уже не в строю.

Примечание: ГЛОНАСС-40 и -41 запущены со спутника «Эталон-1». ГЛОНАСС-42 и -43 были запущены на Эталоне-2.

ГЛОНАСС, как и GPS, состоит из трех сегментов: ПРОБЕЛ, КОНТРОЛЬ и ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ. сегментов:

• КОСМИЧЕСКИЙ сегмент ГЛОНАСС, образован 24 спутниками, расположенными на трех орбитальных самолеты. Каждый спутник идентифицируется по номеру слота, который определяет плоскость орбиты. (1-8, 9-16,17-24) и местоположение внутри плоскости.Три орбитальные плоскости разделены на 120 градусов. В трехорбитальной плоскости восемь спутников разделены 45 °. градусов. Орбиты ГЛОНАСС представляют собой круговые орбиты протяженностью 19 140 км с наклонением 64,8. градусов и периодом 11 часов 15 минут 44 секунды.
• Сегмент КОНТРОЛЬ ГЛОНАСС полностью расположен на территории бывшего Советского Союза. Наземный центр управления и эталоны времени находится в Москве, а телеметрия и слежение станции находится в г.Санкт-Петербург, Тернополь, Енисейск, Комсомольск-на-Амуре.
• Сегмент ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ состоит из антенн и приемников-процессоров, обеспечивающих позиционирование, скорость и точное время для пользователя.

Расчетный срок службы каждого спутника ГЛОНАСС — 3-5 лет.

Аппаратура миссии:

ГЛОНАСС имеют на борту следующую аппаратуру:

• Солнечная батарея
• 12 первичных антенн для передачи в L-диапазоне
• Цезиевые атомные часы
• Матрица ретрорефлекторов

Параметры миссии:

Таблица созвездий ГЛОНАСС

Примечания:

• Каталожный номер NORAD также известен как U.Номер объекта космического командования (USSPACECOM) и каталожный номер НАСА.
• Цифры, перечисленные первыми в столбце «Номера Космоса», являются обозначениями. присвоено Российской Федерацией. Если они отличаются от обозначений, присвоенных США, последние указаны в скобках. (Редакция примечание: различающиеся обозначения заключены в красные скобки)
• Номер канала, k, указывает несущие частоты L1 и L2:
  L1 = 1602.+ 0,5625 кГц (МГц) к
  L2 = 1246. + 0,4375 к (МГц) к
• Дата вывода из эксплуатации: указанная дата является датой вывода спутника из эксплуатации. (Время московское) по данным Координационного научного информационного центра, Москва.
  
• Схема нумерации ГЛОНАСС, используемая в этой таблице, включает 8 «фиктивных» спутники на орбите в качестве балласта вместе с «настоящими» спутниками на первых 7 ГЛОНАСС запускает. Вторая цифра в столбце «Номера ГЛОНАСС» — это то, что присвоено Космическими войсками России.
• В сентябре 1993 г. было введено новое выделение каналов ГЛОНАСС с целью сокращения вмешательство в радиоастрономию. Обратите внимание на использование одного и того же канала в парах противоположных спутники.
• В этой версии таблицы исправлены международный идентификатор и каталожный номер NORAD. ГЛОНАСС 786, 784 и 779.
• Идентификаторы спутников, составленные Ричардом Б. Лэнгли, Департамент геодезии и геоматики. Инженерное дело, Университет Нью-Брансуика (lang @ unb.ок).
  
• Соглашения об именах ГЛОНАСС-80–82 были изменены в таблице выше на основе исследования Вернера Гуртнера и Роджера Вуда. Принятые числа теперь согласуются с обоими статус созвездия России и двухстрочные элементы NORAD.

Дополнительная информация:

Веб-сайтов:

Публикаций:

• Эпплби, Г. и Оцубо, Т., «Сравнение наблюдений SLR и орбит с ГЛОНАСС и GPS микроволновыми орбитами», презентация на 12-м Международном семинаре по лазерной локации, Матера, Италия, 13-17 ноября 2000 г.
• Barlier, F., Berger, C., Bonnefond, P., Exertier, P., Laurain, O., Mangin, JF и Torre, JM, «Лазерная проверка орбит ГЛОНАСС методом короткой дуги», Журнал геодезии Vol. 75, Чис. 11. С. 600-612, 2001.
.
• Чао Б.Ф., Ю. Ю. (2020). «Изменение экваториальных моментов инерции, связанное с шестилетним вращательным движением Земли на запад», Earth & Planetary Science Letters, 542 (116316), DOI: 10.1016 / j.epsl.2020.116316
• Дуан Б.Б., Хугентоблер У., Хофакер М., Селме И. (2020). «Улучшение моделирования давления солнечной радиации для спутников ГЛОНАСС», J. Geodesy, 94 (8), 72, DOI: 10.1007 / s00190-020-01400-9
• Eanes, RJ, Nerem, RS, Abusali, PAM, Bamford, W ., Ки, К., Райс, Дж. К., и Шутц, Б. Е., «Определение орбиты ГЛОНАСС в Центре космических исследований», представленный на семинаре по Международному эксперименту ГЛОНАСС (IGEX-98), Нэшвилл, Теннесси, 13-14 сентября 1999 г.
• Мангин, Дж. Ф., Торре, Дж.М., Феро, Д., Фурия, М., Журне, А., Вигуру, Г., Бергер, К., Барлье, Ф., и Экзертье, П., «Наблюдения ГЛОНАСС на станции LLR в Грассе. к эффекту подписи лазера и местоположению центра масс », презентация на 12-м международном семинаре по лазерной дальнометрии, Матера, Италия, 13-17 ноября 2000 г.
• Митрикас В.В., Ревнивых С.Г., Быханов Е.В. «Определение параметров трансформации WGS84 / PZ90 на основе обработки длительных лазерных и эфемеридных орбитальных данных ГЛОНАСС», Тр.11-го Международного семинара по лазерной дальнометрии, Деггендорф, Германия, 21-25 сентября, с. 279, 1998.
• Оцубо Т., Эпплби Г.М. и Гиббс П., «Систематическое смещение диапазона, связанное с решеткой отражателей ГЛОНАСС», презентация на 12-м международном семинаре по лазерному дальнометрию, Матера, Италия, 13-17 ноября 2000 г.
• Оцубо, Т., Г. М. Эпплби и П. Гиббс, Точность измерения дальности лазера ГЛОНАСС с эффектом спутниковой сигнатуры, Surveys in Geophysics, 22, 6, 507-514, 2001.
• Слейтер, Дж., Нолл, К., и Гоуи, К., «Материалы конференции по международному эксперименту ГЛОНАСС IGEX-98», Пасадена, Калифорния: Лаборатория реактивного движения, май 2000 г.
• Ziebart, M. и Dare, P., «Аналитическое моделирование давления солнечного излучения для ГЛОНАСС с использованием массива пикселей», J GEODESY, v.75, 11, 587-599, ноябрь 2001 г.

% PDF-1.4 % 1686 0 объект > эндобдж xref 1686 78 0000000016 00000 н. 0000004423 00000 н. 0000004512 00000 н. 0000004657 00000 н. 0000005593 00000 н. 0000005632 00000 н. 0000005682 00000 н. 0000005731 00000 н. 0000005780 00000 н. 0000005829 00000 н. 0000005880 00000 н. 0000005930 00000 н. 0000006009 00000 н. 0000007378 00000 н. 0000007519 00000 н. 0000008023 00000 н. 0000008547 00000 н. 0000008847 00000 н. 0000009104 00000 п. 0000009360 00000 п. 0000009527 00000 н. 0000012222 00000 п. 0000012459 00000 п. 0000020119 00000 п. 0000020375 00000 п. 0000020595 00000 п. 0000037803 00000 п. 0000060624 00000 п. 0000060857 00000 п. 0000061048 00000 п. 0000061269 00000 п. 0000061560 00000 п. 0000061808 00000 п. 0000062017 00000 н. 0000062281 00000 п. 0000062575 00000 п. 0000062851 00000 п. 0000063520 00000 п. 0000064000 00000 н. 0000064480 00000 п. 0000065552 00000 п. 0000066422 00000 н. 0000067091 00000 п. 0000067553 00000 п. 0000067829 00000 п. 0000068099 00000 п. 0000068381 00000 п. 0000068624 00000 п. 0000068888 00000 п. 0000069146 00000 п. 0000069416 00000 п. 0000069668 00000 п. 0000069877 00000 п. 0000070168 00000 п.