Какого сигнала глонасс не существует
Перейти к содержимому

Какого сигнала глонасс не существует

  • автор:

Как работает GPS/Глонасс?

Система слежения за автомобилем – это современный инструмент, позволяющий оптимизировать работу любого бизнеса, использующего в работе автопарк.

ГЛОНАСС/GPS мониторинг с каждым годом все прочнее входят в нашу жизнь. И это связано не только с полезностью удобством использование (что, безусловно, крайне важно, достаточно вспомнить навигатор, который теперь имеется почти в каждой первой машине), но так же и со стоимостью подобного оборудования, которая постоянно снижается.

Знакомство с ПО

Отчеты — движения -остановки

На сегодняшний день контроль транспорта осуществляется при помощи специального оборудования, что предоставляет ряд преимуществ, в частности контроль:

  • перемещения, который осуществляется при помощи установки GPS/ГЛОНАСС трекеров;
  • скоростных режимов при помощи автотрекера;
  • режимов работы и отдыха при помощи тахографа;
  • расхода топлива при помощи ДУТ;
  • безопасности водителя и груза – тревожная конопка;
  • обеспечение связи с водителем;

Это далеко не полный перечень возможностей, предоставляемых мониторингом транспорта. Многие руководители отмечают, что им удается сократить расходы на автопарк, поскольку исключается слив топлива, а также использование автомобиля в личных целях (отклонение от маршрута).

Заполнение карточки ТС, создание групп

Контроль работы ТС в ПО

Как работает мониторинг транспорта?

И Джи Пи Эс, и ГЛОНАСС – это глобальная сеть, чья работа организована при помощи космического и наземного оборудования, которые изначально создавались для военных целей, однако на сегодняшний день широко применяется в гражданской сфере.

Если не вдаваться в технические подробности, то мониторинг является результатом взаимодействия искусственных спутников, наземного управления и клиентских устройств (навигаторов, маячков, трекеров и т.д.).

У систем ГЛОНАСС/GPS на орбите расположено по 24 спутника, однако для определения координат достаточно, чтобы клиентское устройство соединилось с 4-мя или более устройствами, что дает точное определение: широты, долготы, высоты и времени.

Суть работы любого навигационного устройства заключается в том, что на него отправляется сообщение о местонахождение спутника с точным указанием времени. Приемник сигнала сравнивает время отправки и получение и определяет свое расстояние до спутника. Благодаря сравнению таких данных определяется точное местоположение объекта.

Впрочем, на практике все не так гладко. Каждый из нас отлично знает, что точность навигации далека от идеальной – она может ошибаться и на 10, и на 100 м. И на это есть свои причины.

Во-первых, геометрия спутников далека от совершенства. Под геометрией в данном случае понимается расположение объектов по отношению друг к другу. Даже если приемное устройство «видит» все четыре спутника, они могут располагаться в одном направление (например, на востоке), в итоге погрешность может составлять до 150 метров из-за «однообразности» сигнала.

Во-вторых, при пасмурной погоде или в черте города с высотными зданиями, сигнал может идти не напрямую, а отражаться от ряда объектов.

В-третьих, существует искусственное ограничение точности в целях безопасности, которое стало своеобразной платой за то, что военные поделились своими технологиями.

В-четвертых, точность данных также напрямую зависит от качества прибора мониторинга транспорта.

Отчеты — по топливу (данные от ДУТ)

Настройка уведомлений о событиях

Отличие системы ГЛОНАСС и системы GPS

GPS – это глобальная система позиционирования, реализованная в период с 1983 по 1993 годы, которая позволяет определять координаты объектов на поверхности Земли. Это реализуется с помощью трех компонентов:

  • Космическая спутниковая группировка;
  • Наземные станции;
  • Пользовательская аппаратура для приема сигналов (приемники, маяки, трекеры и т.д.).

Главная особенность ДжиПиЭс заключается в положении ее спутниковой группировки: 24 аппарата находятся в 6 плоскостях (по 4 в каждой) и вращаются по круговым орбитам. Орбиты расположены так, чтобы в каждый момент времени из каждой точки на поверхности Земли принимался сигнал от 6 до 12 объектов.

Отечественная глобальная навигационная система GLONASS для авто, которая в отличие от американской, работает на других частотах, имеет лучшую защиту от сбоев, а главное – она более стабильна.

Дело в том, что 24 спутника располагаются на 3 геостационарных орбитах, а это значит, что в каждой точке земли в любой момент времени всегда видно определенное количество спутников, которые стабильно передают сигнал.

Параметры ГЛОНАСС GPS
Количество спутников 24 24
Количество спутников в одной плоскости 8 6
Количество орбит 3 4
Средняя погрешность, м 3-6 2-4
Покрытие ~ 100% территории России и 60% земного шара ~100%

Исходя из параметров сравнения, можно подтвердить прозвучавшее ранее утверждение о том, что система gps точнее. Как же обстоят дела с надежностью ГЛОНАСС?

Дело в том, что ГЛОНАСС слежение работает на частотном разделении сигналов, благодаря чему при потере сигнала может сместить частоты. В результате чего заглушать такой приёмник сложнее естественными препятствиями (тучи, высотные здания) или ухищрениями нерадивых сотрудников.

Следует отметить, что сегодня точность обоих устройств практически сравнялась, а в ближайшие годы отечественная навигация станет гораздо точнее американской. Это в совокупности со стабильностью и защищенностью делает навигацию на основе российской навигации более привлекательной.

Впрочем, на сегодняшний день набирают популярность устройства, работающие с сигналами обеих систем, так как это повышает точность определения координат и стабильность работы.

Мониторинг транспорта от МСС ГЛОНАСС

Компания МСС ГЛОНАСС является производителем систем мониторинга за наземным транспортом, поэтому мы можем предложить вам отличные цены на всю линейку оборудования для слежения за наземным транспортом!

Позвоните нам, чтобы заказать устройство или проконсультироваться по поводу установки: 8 (800) 555 39 78.

Как это выглядит

на ПК и на мобильных устройствах

Мониторинг движения

ГЛОНАСС все? Отмена российской спутниковой навигации в чипсетах

В мире существует несколько систем спутниковой навигации, самая известная — американская GPS, меньше известен китайский вариант. Российский, который называется ГЛОНАСС, не занимает умы обычных людей — есть такая система, и хорошо. Про европейцев скромно промолчу, так как они не играют большой роли в спутниковой навигации и их система фактически только для гражданского использования, и то с рядом ограничений, старушка Европа полагается на GPS, что логично.

Путь ГЛОНАСС был тернист, начался он еще в СССР. В нулевых систему оживили и постепенно привели в чувство, на орбите сейчас полная группировка спутников, они используются как в гражданском сегменте, так и в военном. Тут нет никаких отличий от того же GPS.

Напомню, что в странах, где нет своей спутниковой системы навигации, возможно не только отключение GPS, но и трансляции сигналов, которые имеют погрешность. Например, так было во время бомбардировок Югославии со стороны НАТО, тогда в работу GPS и ее гражданского сегмента намеренно вводили погрешность.

Спутниковые системы навигации — это дорогое удовольствие для любой страны — Америки, Китая, России или Европы. Поэтому страны стараются объединять свои усилия, когда спутники одной системы могут дополнять другую, так, Россия активно сотрудничает в этом направлении с Китаем. Предполагалось, что аналогичные шаги будут сделаны с Европой и Америкой, но теперь на них можно поставить крест из-за политической ситуации.

Преимущество ГЛОНАСС на севере неоспоримо, в Скандинавии наша система позволяет получать координаты быстрее и лучше, дополняет GPS. И тут можно говорить, что в гражданском сегменте это обычное дело. Все производители чипсетов добавляют поддержку всех существующих навигационных систем в свои решения — так дешевле и проще, а потребитель получает максимальную точность из всех возможных. Более того, даже военные решения имеют сдвоенные системы, когда могут использовать чужой сигнал для навигации или других нужд. Одним словом, выгодно использовать все решения, что есть, тем более что это не сказывается на стоимости конечного продукта.

Давайте представим ситуацию, что санкции накладываются на ГЛОНАСС и американские политики требуют отключить систему, перестать с ней работать. Учитывая, что это российская система, физически выключить ее можно только одним способом — сбивать спутники с орбиты. Америка на данный момент таким оружием не обладает, как результат, сбивать ничего не может, да и зачем?

15 декабря 2023

Дизайн и выбор материалов в Huawei Watch, часы как аксессуар

Какие материалы в Huawei используют для своих умных часов и как различается их дизайн. Смотрим на примеры часов.

10 февраля

Субботний кофе №286

Налейте чашку ароматного субботнего кофе и познакомьтесь с новостями недели. У «Яндекса» появились свои ноутбуки, Infinix выпустила бюджетный смартфон с хорошей камерой, а в сети появился классный трек…

Первый тест Jetour X70 Plus. Агрессивная внешность и спокойный характер

В конце сентября прошлого года бренд Jetour презентовал в России свою третью модель — Jetour X70 Plus…

Обзор саундбара Creative Sound Blaster Katana SE: когда нет места для сабвуфера

Компактный вариант линейки саундбаров от Creative, ориентированный на тех, кого по разным причинам не устраивает двухкомпонентный вариант. В чем вы выиграете и в чем проиграете?

Заставить Россию отказаться от собственной системы тоже невозможно, мы можем запускать спутники самостоятельно, элементная база доступна и позволяет создавать их внутри страны. Одним словом, и тут повлиять никак нельзя, если смотреть на военно-промышленный комплекс, то у него иммунитет от различных санкций со стороны большинства государств. Получается, что выключить ГЛОНАСС практически невозможно, и это приводит нас к невыполнимости санкций относительно спутниковой группировки России.

Но есть одно уязвимое место — обычные смартфоны, которые сегодня умеют работать со всеми системами. Та же Qualcomm добавляет поддержку всех спутниковых систем навигации в свои чипсеты. И надавить на Qualcomm легче легкого, чтобы она убрала поддержку ГЛОНАСС. Но даже если это произойдет, сделать это моментально невозможно, разработка новых чипов — процесс небыстрый, у нас есть как минимум пара лет до физического исчезновения ГЛОНАСС в чипсетах. И так же можно сделать со всеми производителями чипсетов.

Предвижу громкие заголовки в стилистике желтой прессы: “России выключили спутниковую навигацию”. Но по факту ничего не произойдет вовсе. Смартфоны будут иметь поддержку других спутниковых систем, они будут работать и показывать координаты. Для гражданского применения этого хватит за глаза. Отключать GPS над территорией России сложно и точно не нужно никому, вряд ли Америка на это пойдет. Плюс есть китайская система, на нее повлиять Америка также никак не может.

Отказ от ГЛОНАСС может быть для американских компаний только демонстративным шагом, ничего большего он не принесет. Конечно, в гражданском применении мы получим проблемы с кучей специализированных устройств для геодезистов, но старые никуда не денутся, плюс исчезновение не произойдет моментально. Также можно использовать наработки ВПК и ровно те же компоненты в гражданских устройствах, нет никаких причин считать, что это невозможно. Размер и дизайн, конечно, будут, как обычно, сродни кирпичу, но и над этим можно поработать. В целом, внутренний рынок ГЛОНАСС-решений достаточно велик и разнообразен, чтобы переживать о том, что кто-то перестанет поддерживать нашу систему на уровне чипсетов для смартфонов. Обидно, но далеко не смертельно и никакого практического вреда не принесет.

Пожалуй, что это хороший пример санкций, которые просто не работают. Одна из компаний, которая получила запрос о том, что она должна “отключить русскую навигацию”, попыталась объяснить, что она не управляет этим процессом и сделать этого не может. Максимум, на что можно рассчитывать, так это отказ в поддержке на уровне железа для смартфонов и других устройств. Но подчеркну, что влияния на ГЛОНАСС это не окажет никакого и переживать об этом точно не стоит. Такие санкции только звучат грозно, по факту никак навредить не могут. Увы, мир от глобализации переходит к локальным решениям, и это один из множества примеров таких действий. Отказ от ГЛОНАСС сделает все продукты чуточку хуже, но и для них ничего страшного не произойдет. В сухом остатке вся эта возня выглядит как санкционная риторика, попытка высказать свое фи там, где реальные действия невозможны. Зато кто-то из политиков сможет отчитаться в своей стране, что разрушил спутниковую навигацию для русских, порвал ее в клочья. Забавно и грустно одновременно.

Так что когда будете читать про конец ГЛОНАСС, знайте, что все это сильно преувеличено и никакого влияния на нас никакие санкции и отмены оказать не могут.

Система ГЛОНАСС что это и как работает

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

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

Что такое ГЛОНАСС и как работает система?

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

Что такое ГЛОНАСС и как она работает

Принцип работы системы:

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

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

Сравнение с основным аналогом — системой GPS

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

Сравнение ГЛОНАСС и GPS

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

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

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

Сфера применения

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

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

Система ГЛОНАСС для мониторинга автотранспорта

Кроме этого оборудование может использоваться:

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

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

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

ГЛОНАСС для контроля транспорта

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

ГЛОНАСС мониторинг автомобилей

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

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

Кроме этого, мониторинг транспорта может использоваться для:

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

Что такое ЭРА ГЛОНАСС?

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

ЭРА ГЛОНАСС что это и как работает?

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

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

Особенности работы экстренного информирования

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

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

Кнопка ЭРА-ГЛОНАСС

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

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

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

Какие данные собирает ?

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

Терминал ЭРА-ГЛОНАСС

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

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

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

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

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

Система ГЛОНАСС: расшифровка, принцип работы и основные отличия от GPS

Использовать космические аппараты для решения навигационной задачи предложил профессор В.С. Шебшаевич в 1957 году. Возможность определения места по спутникам была предсказана в ходе исследований радиоастрономических методов навигации в авиации. Исследования, проведенные в ряде советских научно-исследовательских институтов, доказали такую возможность и обосновали показатели точности, глобальности и непрерывности навигационных определений. Данные исследования легли в основу созданной отечественной низкоорбитальной системы «Цикада». Первый навигационный отечественный спутник «Космос-192» был выведен на орбиту, в 1967 году. Спутник непрерывно излучал радионавигационный сигнал на двух частотах в течение всего времени своего существования.

Система «Цикада» в составе четырех спутников на круговых орбитах высотой 1000 км эксплуатировалась с 1979 года. «Цикада» периодически обеспечивала измерение координат своего места. Продолжительность сеанса составляла около 5 мин. «Цикада» использовала измерения дальности от потребителя до навигационных спутников. Дальнейшее развитие идеи спутниковой навигации лежало в области повышения точности и оперативности измерений.

Спутники «Цикады» были дооборудованы аппаратурой обнаружения терпящих бедствие судов и других объектов, оснащенных специальными радиобуями. Сигналы с радиобуев принимались спутниками и передавались на наземные станции. Там производилось вычисление точных координат терпящих бедствие объектов (судов, самолетов и др.). «Цикада» входили в систему «Коспас», которая совместно с американо-франко-канадской системой «Сарсат» составляла единую службу поиска и спасания «Коспас-Сарсат». Практическое использование этой триады позволило сохранить жизни не одной тысяче людей.

После 2008 года эксплуатация этих систем была прекращена, так как принципы, заложенные при их создании уже не могли удовлетворять выросшему количеству их потребителей. Однако, опыт низкоорбитальной навигации привлек широкое внимание со стороны потенциальных потребителей координатно-временной информации на суше, на море и в воздухе.

Используя накопленный опыт, отечественные специалисты разработали глобальную навигационную спутниковую систему (ГЛОНАСС). Орбитальная группировка состоит из 24 штатных спутников, расположенных на орбитах высотой 19100км с наклонением 64.8 град. Период обращения спутника — 11 ч 15 мин 44 с. Это позволило создать устойчивую орбитальную группировку, не требующую коррекции орбиты и обеспечивающую глобальное и непрерывное навигационное поле для потребителей любого вида базирования.

Подсистема контроля и управления ГЛОНАСС (ПКУ) состоит из Центра управления и сети станций измерения, управления и контроля, распределенной по всей территории России. ПКУ контролирует работу космических аппаратов, уточняет параметры их орбит, и выдает на спутники команды и программы управления, а также служебную информацию.

Навигационная аппаратура потребителей (НАП) состоит из навигационных приемников и устройств обработки навигационных сигналов и вычисления собственных координат, скорости и времени. НАП выполняет измерения до четырех спутников ГЛОНАСС, принимает и обрабатывает навигационные сообщения. Принятое сообщение несет информацию о положении спутника в пространстве и времени. В результате обработки принятых навигационных сообщений и результатов измерений определяются три координаты НАП, три составляющие вектора скорости его движения, а также осуществляется «привязка» шкалы времени потребителя к шкале Госэталона координированного всемирного времени UTC (SU).

ГЛОНАСС позволяет обеспечить непрерывную глобальную навигацию всех типов НАП с различным уровнем требований к качеству навигационного обеспечения. При этом используются сигналы стандартной (L1) и высокой точности (L2) точности.

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

При создании ГЛОНАСС были решены две основные проблемы, влияющие на точность измерений:

  1. Синхронизация шкал времени спутников. На каждом спутнике был установлен цезиевый высокостабильный стандарт частоты. Относительная нестабильность колебаний составляет 10 –13 . . На земле был установлен водородный стандарт частоты, относительная нестабильность которого составляет 10 –14 . Ошибка в сравнении временных шкал составляет от 3 до 5 наносекунд.
  2. Высокоточное определение и прогнозирование орбитального положения навигационных спутников. Были разработаны точные баллистические модели движения, учитывающие даже второстепенные факторы, влияющие на орбитальные параметры:
    • световое давление,
    • неравномерность вращения Земли,
    • движение ее полюсов Земли и т.п.

Опытная эксплуатация ГЛОНАСС началась в 1993 году. Штатная работа в полном составе (24 спутника) стартовала 1995 году. Основными потребителями были военные. Отсутствие широкого применения в гражданских целях тормозило развитие технологий в гражданских отраслях. Возникшие экономические трудности в 90-х годах прошлого столетия не позволяли уделять должного внимания поддержанию и развитию отечественной космической отрасли в целом и спутниковой навигации – в частности.

Уже в 2002 году орбитальная группировка ГЛОНАСС насчитывала всего 7 космических аппаратов (КА). Она уже не могла обеспечить территорию России сплошным навигационным полем.

Ситуацию удалось переломить в результате выполнения федеральной целевой программы развития системы ГЛОНАСС. В рамках этой программ были получены следующие важные результаты:

  1. Группировка ГЛОНАСС была восстановлена до штатного количества модернизированных спутников
  2. Наземный комплекс также был модернизирован с учетом новых границ РФ.
  3. Проведено обновление парка эталонных средств времени и частоты и средств определения параметров вращения Земли.
  4. Созданы важные функциональные дополнения навигационных систем, разработаны базовые модули навигационно-временной аппаратуры и комплексы на их основе.

В настоящее время ГЛОНАСС позволяет поставлять навигационную и координатно-временную информацию при:

  • обеспечении безопасности при эксплуатации авиационного, морского и наземного транспорта,
  • мониторинге автомобильного и другого транспорта,
  • кадастровых и топографических работах,
  • решении геодезических и картографических задач в различных прикладных областях,
  • планировании и проведении посевных работ в сельскохозяйственных отраслях и при сборе урожая,
  • применении систем вооружения и военной техники,
  • В большом количестве других областей науки и экономики.

Как это работает

Давайте рассмотрим, как работает ГЛОНАСС. Подсистему навигационных космических аппаратов (НКА) составляют спутники, движущиеся по специально выбранным орбитам. Основное условие, рассматриваемое при выборе орбит — в любой точке планеты в любой момент времени должно быть видно не менее 4 спутников (почему именно четыре, будет объяснено ниже). На каждом из аппаратов установлены атомные эталоны времени (часы):

  • цезиевые,
  • рубидиевые
  • или их комбинация,

Бортовые часы синхронизированы с наземными часами системы. Синхронизированные — это значит, что известна разница хода часов. На центральном синхронизаторе хранится известная разница — так называемая системная шкала времени. Каждый КА излучает радиосигнал в двух диапазонах L1 и L2. Все НКА GPS излучают на двух общих частотах, 1575,42 МГц и 1227,60 МГц для L1 и L2 соответственно. ГЛОНАСС использует 12 разнесенных частот в каждом диапазоне L1 и L2. Разница между частотами составляет 562,5 кГц, для поддиапазона L1 и 437,5 кГц для L2, нулевая литера имеет частоты 1602 МГц и 1245 МГц соответственно. Несущее колебание модулируется специальной кодовой последовательностью, содержащей информацию о текущем бортовом времени. Выведенный на орбиту в 2011 году для лётных испытаний КА модификации «Глонасс-К» этапа наряду с радиосигналами L1 и L2 с частотным разделением, дополнительно излучает в диапазоне L3 радиосигналы открытого доступа с кодовым разделением.

В GPS каждый аппарат имеет уникальную кодовую последовательность. Это позволяет разделить сигналы, передаваемые на общей частоте. В ГЛОНАСС же используется частотное разделение, поэтому все аппараты имеют одинаковую кодовую последовательность. Дополнительно сигналы спутников модулируются навигационными сообщениями, которые содержат параметры движения спутника и смещения показаний спутниковых часов относительно системной шкалы времени.

Структура сигнала космических аппаратов ГЛОНАСС

Навигационные сигналы также содержат параметры ионосферы, смещение системной шкалы времени относительно мировой шкалы времени и много еще всякой другой полезной информации, позволяющей проводить вычисления с максимально возможной точностью. Упрощенно подсистема НКА — это распределенные в пространстве сверхточные часы, движущиеся с известными в каждый момент времени координатами. А наземный комплекс управления (НКУ) обеспечивает определение параметров движения космических аппаратов и точность хода их часов. На пунктах ведутся измерения параметров, влияющих на качество навигации:

  • вращения планеты,
  • атмосферы,
  • характеристики гравитационного поля Земли,
  • и другие.

Также НКУ хранит параметры мировой системы координат. В состав НКУ также входят научно-исследовательские учреждения и лаборатории. Наземный комплекс осуществляет обработку всех перечисленных параметров и передает необходимые данные на спутники. Далее необходимые данные транслируются в сторону Земли, создавая глобальное и непрерывное навигационное поле.

Кроме собственно пунктов управления НКУ включает:

  • базовые пункты с калиброванными приёмниками,
  • пункты федеральной астрономо-геодезической сети,
  • и радиоинтерферометры со сверхдлинной базой,
  • лазерные дальномеры,
  • множество других технических средств и комплексов, прямо или косвенно помогающих решать навигационную задачу.

НАП принимает и обрабатывает сигналы НКА. Получая сигнал от всех видимых аппаратов, приёмник выполняет:

  • частотное (для ГЛОНАСС) или кодовое (для GPS) разделение сигнала от каждого спутника,
  • определение бортового времени каждого спутника на момент излучения принятого сигнала путём считывания соответствующей информации, заключенной в навигационном сигнале,
  • получение полного навигационного сообщения, содержащего данные о положении аппарата и разнице хода его часов с системной шкалой времени. Это позволяет определить момент излучения сигнала спутником в системной шкале времени.
  • определение показаний собственных часов приёмника в момент приёма сигнала от спутников. Имея эти данные, можно определить время распространения сигнала от спутника до приёмника.

На этом этапе обработки известными являются:

  1. Положение каждого аппарата,
  2. Время распространения сигнала до каждого аппарата.

А неизвестными являются:

  1. Три координаты приемника НАП,
  2. Разница шкалы времени приёмника с системной шкалой времени.

В сумме — четыре неизвестных. Вопреки распространённому заблуждению приёмник определяет координаты не в виде широты, долготы и высоты, а в виде координат в геоцентрической декартовой системе координат с началом в центре масс Земли. В этой же системе рассчитываются координаты навигационных спутников. А уже далее эти координаты пересчитываются в значения B,L,H (широта, долгота, высота) по общепринятым уравнениям. Элементарная математика подсказывает, что для определения четырёх неизвестных необходима система уравнений с четырьмя и более уравнениями. Поэтому минимальное количество видимых спутников должно быть не менее четырех. В определенных случаях есть возможность определения по трём спутникам, но в этом случае вводится математическое уравнение эллипсоида Земли. Из-за того, что реальная форма геоида отличается от эллипсоида, этот метод даст приблизительный результат, в котором данные о высоте можно просто отбросить ввиду их несостоятельности.

В любом случае результатом решения этой системы уравнений будут не только координаты НАП, но и положение системной шкалы времени. Передача точного времени в современном мире не менее актуальна, чем определение координат. И глобальные навигационные системы (ГНСС) позволяет справиться с этой задачей в любой точке Земли с точностью до десятка наносекунд. Другие системы передачи времени выглядят менее предпочтительно по критерию эффективность – стоимость. Мировые лаборатории времени, национальные эталоны времени и частоты (в том числе и наш) сличаются посредством глобальных навигационных систем.

Военные коды

НКА обеих систем излучают сигналы двух видов: стандартной и высокой точности. Стандартный код ГЛОНАСС излучается в обоих частотных диапазонах, а у GPS — только в частотном диапазоне L1. Сигналы высокой точности излучаются во всех частотных обеих систем. Различаются сигналы стандартной и высокой точности примененной кодовой последовательностью. При этом точные сигналы излучаются в более широкой полосе частот и имеют более длинную кодовую последовательность. Это повышает защищенность приемников от помех, повышает точность измерений и затрудняет подавление. Традиционно сигналы высокой точности считаются сигналами военного применения, а стандартные – гражданского. Однако это не совсем так. Изначально кодовые последовательности действительно были засекречены. Однако сегодня структура этого кода известна и даже задокументирована в открытых источниках. Пользуясь этой информацией, производители НАП могут открыто использовать длинные коды для повышения точности измерений. Это ажно и в гражданских областях, включая:

  • Геодезию,
  • Картографию,
  • Строительство,
  • Морскую навигацию.
  • Авиацию,
  • Связь и синхронизация,

И множество других практических областей

В случае военных действий операторы систем могут сменять кодовые последовательности, затрудняя прием сигналов вражеской стороне. Именно алгоритм смены последовательности и является настоящей военной тайной.

Причем манипуляции с навигационным сигналом могут производиться локально, над ограниченными территориями, ухудшая качество и точность измерений на одних территориях и сохраняя их в других регионах.

GPS и ГЛОНАСС: в чем разница

Вначале появилась американская «Система глобального позиционирования», известная как GPS. С небольшим опозданием была введена в эксплуатацию Российская система ГЛОНАСС. На первый взгляд ГЛОНАСС и GPS весьма похожи. Однако, между ними есть принципиальные отличия в баллистическом построении, в реализованных технических решениях и достигнутых характеристиках. Системы хорошо дополняют друг друга, поэтому компании-перевозчики для устойчивого мониторинга транспорта используют обе системы одновременно. Это даёт возможность повысить надёжность и качество отслеживания автомобилей.

Технические отличия навигационных систем

Теоретически предполагалось, что в состав обеих систем должно входить одинаковое количество космических аппаратов — по 24 спутника. Однако, в процессе развертывания и развития количество спутников изменилось. В американской системе довели количество космических аппаратов до тридцати двух. В российской на сегодняшний день 24 спутника и 4 – в резерве.

Российская навигационная система развернута в трёх орбитальных плоскостях высотой 19 400 км по 8 КА в каждой. Американский аналог использует шесть плоскостей с высотой 20200 км. Наклонения, соответственно, составляют 64,8 и 55 градусов. Эти особенности орбитального построения являются причиной того, что ГЛОНАСС работает в более широком диапазоне географических широт.

Также выбранные американцами орбиты требуют постоянной коррекции траектории спутников. Российская система в такой процедуре не нуждается.

Орбитальная группировка ГЛОНАСС

Эксплуатационные различия

Рядовых граждан мало интересуют технические и баллистические особенности построения. Для них определяющее значение имеет точность определения места, где находится объект наблюдения. Благодаря количеству спутников GPS по этому критерию всё еще выглядит предпочтительнее. Погрешность измерения для гражданских потребителей составляет 2-4 метра. У ГЛОНАСС этот же параметр составляет 3-6 м. Однако в крайних северных и южных широтах предпочтение следует отдать российской системе.

Качественный скачок в повышении точности измерений получается при совместном использовании обеих систем. Погрешность измерений при этом лежит в диапазоне 1-1,5 метра.

Дальнейшее совершенствование технологий позволит снизить погрешность измерений да сантиметровых значений.

Управляют навигационными системами оборонные ведомства России и США. Это обозначает, что каждую из них в определенный момент отключить совсем или над определенной территорией, а также могут «загрубить» или исказить результаты навигационных измерений. Вот почему установка ГЛОНАСС оправдана даже тогда, когда на автомобиле (или другом объекте) уже установлен приемник GPS.

Практическое использование

Что такое ГЛОНАСС для обывателя?

Спутниковое позиционирование заняло достойное место в ряду космических технологий повседневного использования, таких как мобильная телефония, метеорология, которые наряду с военным применением оказывают огромное влияние на развитие гражданских отраслей экономики.

Казалось, совсем недавно для поездки по незнакомым дорогам, водитель запасался атласами автодорог различных городов и областей, позднее приобретал навигатор и набор электронных карт. Сегодня же достаточно иметь смартфон, чтобы проложить маршрут движения с учетом сложившейся дорожной обстановки.

Начало массового использования ГЛОНАСС в Российской Федерации можно связать с выходом 25 августа 2008 года, постановления Правительства «Об оснащении транспортных средств аппаратурой ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS». В нем указывались основные этапы развития космического сегмента и навигационной аппаратуры гражданских потребителей.

Символическим этапом внедрения современных технологий на общественном транспорте стало решение правительства об оснащении транспорта города Сочи в преддверии Сочинских Олимпийских игр. Навигационно-связное оборудование установили более, чем на 250 автобусах.

Впоследствии навигационными приборами стала оснащаться коммунальная техника, мусоровозы, транспорт по перевозке пассажиров и опасных грузов. Данные о работе и движении автомобилей указанных групп поступают в региональные навигационно-информационные системы регионов. Такой подход позволил многократно повысить эффективность работы соответствующих предприятий.

Сегодня трудно найти предприятие с автопарком, не оснащенным навигационной аппаратурой.

Контроль транспорта: ГЛОНАСС и GPS-навигация -источник экономии

Компаниям, работающим в отрасли грузовых и пассажирских перевозок, автострахования, безопасности, коммунальных услуг, приходится контролировать использование собственного автопарка. Информация о маршрутах движения, простоях, расходе топлива, скорости движения, нецелевого использования транспортных средств всю эту информацию можно получить в режиме реального времени благодаря спутниковым навигационным технологиям.

Применение космических технологий доступно даже малому бизнесу и помогает сэкономить немало ресурсов.

Что дает контроль транспорта?

Современные системы мониторинга транспорта визуализируют на экране монитора или мобильного устройства маршруты транспортных средств с отметками мест, времени и продолжительности стоянок. Программа указывает время простоя, превышение скорости, определяет объем потребляемого транспортным средством топлива и фиксирует объем заправленного и слитого топлива. Комплекс оповещает оператора о несанкционированном изменении маршрута, нарушении температурного режима или вскрытии контейнеров с грузом.

Облачные технологии делают управление системой мониторинга глобальным: контроль транспорта возможет из любой точки мира, где доступен Интернет. Количество пользователей ограничивается только е администратором.

Основным результатом внедрения технологии будет повышение эффективности работы предприятия путем исключения нецелевого использования автомобилей, воровства топлива, незапланированных простоев, фактов вскрытия грузовых отсеков, нарушения температурного режима при перевозке скоропортящихся продуктов и т.д. Все это может повысить эффективность работы до 30%.

Технологии ГЛОНАСС и GPS в деле контроля транспорта

Алгоритм подключения к сервису спутниковой навигации предельно прост:

  1. Приобретаются контроллеры по количеству транспортных средств. В отдельных случаях их может потребоваться больше, чем количество автомобилей. В решении этого вопроса следует положиться на мнение профессионала.
  2. В каждый контроллер устанавливается одна или более сим-карт оператора мобильной связи. Несколько карт может понадобиться для оптимизации условий приема и оплаты GPRS – трафика.
  3. Производится настройка режима работы каждого контроллера для получения необходимых данных о параметрах автомобиля на заданный адрес в заданном формате с заданной периодичностью.
  4. Трекеры устанавливаются на автомобиль и подключаются к его электрической цепи
  5. Данные о трекерах и автомобилях вносятся в личный кабинет пользователя мониторинга с аутентификацией по логину и паролю.
  6. Настраивается личный кабинет под задачи каждого пользователя.

Самостоятельная установка и настройка оборудования хотя и возможна, но зависит от множества технических деталей, без учета которых возможны ошибки функционирования и даже выход из строя оборудования.

* Все иллюстрации взяты из ИНТЕРНЕТ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *