Введение в гнсс. глава 3 – спутниковые системы

Содержание

О системе GPS

История создания Global Positioning System (GPS) ведёт своё начало с 1973 г., когда Управление совместных программ,
входящее в состав Центра космических и ракетных исследований США, получило указание Министерства обороны США разработать, испытать и развернуть навигационную
систему космического базирования. Результатом данной работы стала система, получившая первоначальное название NAVSTAR (NAVigation System with Time And Ranging),
из которого прямо следовало, что система предназначена для решения двух главных задач – навигации, т. е. определения мгновенного положения и скорости потребителей,
и синхронизации шкал времени. Поскольку инициатором создания GPS являлось Министерство обороны США, то в качестве первоочередных задач предусматривалось решение задач обороны и национальной безопасности.
Отсюда ещё одно раннее название системы – оборонительная система спутниковой навигации (Defense Navigation Satellite System – DNSS).

Разработка концепции построения и архитектуры GPS заняла примерно 5 лет, и уже в 1974 году фирма Rockwell получила заказ на изготовление первых восьми космических аппаратов (КА) Block I для создания демонстрационной системы.
Первый КА был запущен 22 февраля 1978, и в том же году Rockwell получила контракт на создание ещё четырёх КА.

Первоначально предполагалось, что орбитальная группировка GPS будет насчитывать 24 КА в трёх орбитальных плоскостях высотой 20200 км и наклонением 63°.
К моменту начала серийного производства в 1989 году космических аппаратов модификации было принято решение об изменении параметров орбиты GPS, в частности, наклонение было изменено на 55°, а количество орбитальных плоскостей увеличено до 6.

Выделяют два важных этапа развёртывания системы GPS – фазу первоначальной работоспособности (IOC) и фазу полной работоспособности (FOC).
Этап IOC начался в 1993 году, когда в составе орбитальной группировки насчитывалось 24 КА различных модификаций (Block I/II/IIA), готовых к использованию по целевому назначению.
Переход в режим FOC состоялся в июле 1995, после завершения всех лётных испытаний, хотя фактически система начала предоставлять услуги в полном объеме с марта 1994 года.
Таким образом, GPS является полностью работоспособной уже в течение более чем двух десятилетий, при этом на протяжении всей своей истории GPS постоянно модернизировалась
с целью удовлетворения требований различных категорий как гражданских, так и военных потребителей.

При проектировании GPS предполагалось, что точность навигационных определений при использовании C/A-кода будет в пределах 400 м.
Реальная точность измерений по C/A-коду оказалась в 10 и более раз выше – 15-40 м (СКО) по координатам и доли метра в секунду по скорости.
Возможность получения такой точности измерений с помощью несложной коммерческой АП вызвала в США опасения, что сигналы GPS могут быть использованы потенциальным противником, в том числе в системах высокоточного оружия.
В качестве защитной меры, начиная с космического аппарата Block II, в GPS были реализованы два метода преднамеренной деградации (загрубления) точности навигационно-временного обеспечения гражданских потребителей –
селективный доступ и одновременно принятые меры по защите от так называемых уводящих помех.
Деактивация режима селективного доступа была осуществлена 2 мая 2000 г. около 4:00 (UT). Точность автономной навигации возросла почти в 10 раз, что дало гигантский импульс к развитию прикладных навигационных технологий.

Текущий третий этап модернизации GPS предполагает разработку и производство космических аппаратов следующего поколения , которые в сочетании с усовершенствованным
наземным комплексом управления и навигационной аппаратурой потребителей обеспечат улучшенные характеристики в части помехозащищённости, точности,
доступности и целостности координатно-временного и навигационного обеспечения.

Для чего предназначена система ГЛОНАСС

Главная цель системы – точное определение координат, движущихся или неподвижных объектов на поверхности земли.

Областей деятельности, в которых требуется измерять расстояния между точками на плане местности, получать представление о размерах больших объектов или отслеживать перемещение транспорта – великое множество. Особенно велика потребность в такой системе для выполнения задач навигации. Это и ориентирование отдельных людей в незнакомой местности, и прокладка маршрута с помощью различных карт для автотранспорта. Еще более востребована ГЛОНАСС для судоходства и организации авиасообщения.

На самом деле ГЛОНАСС имеет даже более широкое применение в народном хозяйстве, чем предоставление контроля за транспортными средствами. Да, отслеживание автомобилей, кораблей, самолетов на трассе, маршруте – важнейшая задача системы. Однако, спутниковая навигация используется и в строительстве, и в геологоразведке, и аварийными службами, и службами спасения, при картографировании и обычными пользователями для определения места на карте города. Вот примерный перечень задач:

  • построение геодезических сетей;
  • кадастровый учет;
  • работы по землеустройству;
  • научные исследования (сейсмоактивность, геотектоника, вулканизм, археологические и палеонтологические раскопки);
  • геомониторинг (техногенные и природные процессы);
  • навигация;
  • геодезическая поддержка строительных, предупредительных, спасательных работ;
  • информационное обеспечение диспетчерских служб;
  • автопилотирование.

Galileo

Существует международная программа, разработку которой координирует ЕКА (Европейское космическое агентство). Планировалось, что к 2021 году на орбиту выйдут 30 спутников и расположатся в 3 плоскостях на высоте 24 тысячи километров. Какие услуги Galileo может предоставлять:

  • открытое обслуживание всех пользователей;
  • служба поиска и спасения тоже для всех;
  • служба безопасности движения — доступ для авиационных и морских пользователей;
  • коммерческая служба на платной основе;
  • государственное обслуживание (помехо-защищенные сигналы для госслужб).

Все форматы сигналов Galileo должны полностью совпадать с новой американской GPS-III, чтобы быть совместимыми.

Нужно ли присутствие ЭРА ГЛОНАСС на автомобиле

Многие подзаконные акты в нашей стране зачастую интерпретируются с искажениями или и вовсе неправильно. В частности, закон, начавший действовать с 2017 года, предусматривает обязательную установку модуля ЭРА ГЛОНАСС на ввозимые из-за рубежа физлицами легковые авто, которые растамаживаются лично владельцем. Но это не означает, что аварийные кнопки следует обязательно устанавливать на старенький Москвич или купленный два-три года назад Mercedes. В настоящее время закона, предусматривающего наказание за отсутствие модуля ГЛОНАСС, нет. И любые слухи, что с 2018 или 2019 года за это будут наказывать, совершено лишены оснований.

Однако если говорить о том, что все новые авто, приобретаемые после 2017 ода, должны оснащаться такими модулями, то здесь действительно имеются некоторые важные моменты. Дело в том, что любое новое авто, продающееся на территории РФ, должно обладать документом, именуемым «Одобрением типа ТС» (сокращённо – ОТТС). Его выдачей заведует Росстандарт, и если он не дал одобрения на конкретную модель, торговать ею в России дистрибьюторам нельзя. Если вы приобретаете новую машину в автосалоне, ПТС вам выдадут только при наличии ОТТС. Так вот, стандартный срок действия «Одобрения типа ТС» – три года. Если у вас имеется машина, срок действия ОТТС которой ещё не истёк – вы можете не волноваться касательно установки кнопки SOS. Однако авто, приобретённые в 2017 году, после 2020 года эксплуатировать без модуля ЭРА ГЛОНАСС уже будет нельзя. Так что автовладельцам с относительно свежим четырехколёсным другом следует заблаговременно подготовиться к тому, что они могут быть оштрафованы за отсутствие данного устройства.

И наоборот, если вы планируете приобрести авто после 31.12.2019, то обязанность обеспечения машины модулем экстренного вызова ложиться уже на плечи автопроизводителя/дилера/реселлера. Если со слухами, должен ли автомобиль обязательно комплектоваться модулем ГЛОНАСС, мы разобрались, то невыясненными остаются ещё некоторые вопросы. Например, обязателен ли вызов экстренных служб при наличии аварийной кнопки хотя бы на одном ТС. Некоторые водители убеждены, что без этого оформление ДТП невозможно. Это неправда – независимо от того, имеется ли аварийная кнопка, или нет, регистрация аварии сотрудниками ГИБДД проводится в любом случае. Другое дело, что сгенерированные и отправленные модулем данные, касающиеся точного определения координат происшествия, скорости движения авто, силы столкновения могут стать решающим аргументом при судебном разбирательстве.

GPS и ГЛОНАСС – принципиальные отличия


Различия глонасс и gps

Комплекс ГЛОНАСС в некоторых параметрах аналогичен другому глобальному комплексу американскому GPS, но есть некоторое расхождение между ними. Рассмотрим принципиальные отличия GPS и ГЛОНАСС.

  1. Во–первых расположение на орбите спутников. Американские спутники Navistar располагаются по шести плоскостям, на круговых орбитах. Поэтому в определённой точке на земном шаре осуществляется прием от 6 из 24 аппаратов, что обеспечивает высокую точности GPS.
  2. Спутники ГЛОНАСС не имеют синхронности, поэтому не требуют корректировки в течении срока эксплуатации и стабильность их выше. Период эксплуатации у них ниже, чем у GPS.
  3. По стоимости комплекс российский ниже американской, обслуживание и обеспечение дешевле, чем у системы GPS.
  4. Имеется высокая степень защиты и функционирования на разных частотах и при разделении сигнала. Обеспечивается устойчивость и стабильность.
  5. Применяется для конкретного российского пользователя и соответствует законодательству РФ.
  6. Условие определённого наклонения спутников с направленностью в 38 градусов с мощностью до 500Вт и круговой поляризацией на орбите позволяет выполнять на сто процентов задачи по навигации по всей территории РФ, даже при небольших количествах спутников серии КА концентрируемых на объекте.
  7. Временная система ГЛОНАСС для российской группировки определена национальной координированной шкалой времени UTC(SU) с расхождением не более в 1мс. Поэтому достаточно четырёх спутников для вычисления координат до определённого объекта без погрешностей и ошибок.


Сравнение систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo, BeiDou

В современных условиях комплекс ГЛОНАСС внедряет разные сигналы приёма, налажено сотрудничество по навигации с китайской компанией «БейДоу». Модернизация комплекса позволяет реализовать новые варианты в работе с CDMA сигналом.

Российская компания «Омникомм» предлагает оборудование схожее с европейским аналогом «eCall», но по многим параметрам с высокими функциональными возможностями, что позволяет обеспечивать экстренную связь со службами аварийного реагирования через смартфоны, модемы, через аварийную кнопку SOS.

Данное оборудование более доступно по стоимости, чем GPS и позволяет свободно размещать на любом коммерческом и личном транспорте. Мониторинг ценообразования комплексов ГЛОНАСС повышает его финансовую привлекательность и для зарубежных партнёров.

Порядок установки

Если оборудование автомобилей системой “ЭРА-ГЛОНАСС” осуществляется на заводе, модель терминала и датчиков подбирает производитель. Когда это происходит по инициативе владельца транспортного средства, он самостоятельно должен выбрать нужные компоненты. В настоящее время выпускаются десятки моделей терминалов экстренной связи, которые могут отличаться друг от друга качеством позиционирования, диапазоном рабочих радиочастот, объёмом памяти, временем автономной работы без АКБ транспортного средства и другими параметрами. Оборудование обычно оснащается встроенными антеннами, но для повышения качества приёма и передачи данных можно установить внешнюю. Необходимые провода поставляются в комплекте, но во время монтажа могут понадобиться дополнительные элементы (например, кронштейны для крепления).

На легковой автомобиль

Когда установка системы на легковые автомобили осуществляется заводом-изготовителем или дилером, потребитель приобретает транспортное средство в России с уже готовой тревожной кнопкой. Терминал расположен рядом с осветительным блоком внутри салона. Там же находится кнопка SOS, динамик и микрофон. Для обеспечения чёткости голосовой связи при срабатывании датчиков или ручной активации система автоматически убавляет громкость магнитолы.

Когда кнопка SOS на легковой автомобиль установлена, у водителя появляется возможность зафиксировать место мелкого ДТП, активировав систему в ручном режиме в течение 10 минут. С 1 июня 2021 года, если машины участников аварии оснащены комплексом “ЭРА-ГЛОНАСС”, в Москве и Санкт-Петербурге европротокол можно оформить при сумме ущерба до 400 000 рублей. В противном случае размер материального вреда не должен превышать 100 000 рублей.

На грузовое авто

Установка оборудования ГЛОНАСС на грузовые автомобили с 1 января 2021 года обязательна, если они используются в коммерческих целях для перевозки опасных грузов. Оснащать терминалами с тревожной кнопкой такие транспортные средства необходимо, даже если они были выпущены ранее 2021 года. Такое же требование действует в отношении автобусов. Если грузовой транспорт принадлежит физическому лицу и используется в личных целях, установка терминала не требуется.

На подержанный автомобиль

Любой владелец машины, выпущенной ранее 2021 года, при желании может оснастить ее тревожной кнопкой. А если авто приобретено за границей, этой процедуры не избежать. Установка терминала “ЭРА-ГЛОНАСС” на ТС с пробегом предусматривает следующие этапы:

  1. Обратиться в испытательный центр и получить свидетельство о безопасности конструкции транспортного средства (СБКТС).
  2. Приобрести компоненты “ЭРА-ГЛОНАСС” у официального дилера.
  3. Подать заявку на установку в аккредитованный технический центр, о которых шла речь выше.
  4. Специалисты техцентра выполнят монтаж, настройку, тестирование и регистрацию оборудования.
  5. После регистрации терминала получить ПТС и поставить машину на учёт в ГИБДД.

Можно ли обмануть ГЛОНАСС?


Работа спутников ГЛОНАСС

При внедрении комплекса ГЛОНАСС многие водители посчитали, что можно будет обойти контроль системы и попытались найти обход навигационной системы. Владельцы автопарков и транспорта при внедрении ГЛОНАСС осуществляют контроль за транспортом установленным на автомобиле через онлайн в режиме записи.

Водители считают, вопрос «Можно ли обмануть ГЛОНАСС?» — не актуальным. Но как показывает практика и анализ положение отражает следующее.

  1. Выполнить слив топлива для дальнейшей его продажи контролируются датчиками в системе.
  2. Вмешательство в работу трекера для искажения передающих показаний.
  3. Изменение маршрута, несанкционированное движение.

Основные способы изменения выходных сигналов сводятся к поломке дорогостоящего оборудования и датчиков, так как водитель стремится в первую очередь изменить работу передающих датчиков или спровоцировать его поломку.

Для руководителей и владельцев автотранспорта лучшим решением будет следующее.

  1. Периодически проводить контроль и наблюдение за водителем.
  2. Проводить периодически тестирование приборов и датчиков.
  3. Анализ показаний и сверка с другими аналогичными.

Следует знать владельцам, что изменение показаний или ложность их передачи по системе ГЛОНАСС в принципе не возможна. Комплекс ГЛОНАСС имеет защищённость от вмешательства и обладает защитой при нарушениях, при действиях на систему срабатывает сигнализация и передаётся в информационный центр.

Если система при кратковременном режиме не восстановится, формируется аварийный сигнал. Поэтому, водителю нарушителю трудно будет оправдать своё действие или бездействие повлекшее к тревожному сигналу. Такое положение дисциплинирует водителей и повышает их ответственность.

Для чего служит в автотранспорте система ГЛОНАС?

ГЛОНАСС это глобальная навигационная спутниковая система, которая была создана в России.

Сначала она имела только военное предназначение. Гораздо позже была запущена для обеспечения простых пользователей. Сегодня она передаёт сигналы по всей планете, определяет местоположение.

Структура

24 спутника составляют основу системы. Они двигаются над землёй, под наклоном 64,8, на высоте 19400 км. Их движение по орбитам отлично от вращения Земли, поэтому они более стабильны.

Каждый спутник издаёт сигналы на своей частоте: L1, L2, L3. Сигналы обладают разной интенсивностью, высотой, в зависимости от своего спутника. Их можно измерить, определить от какого спутника они исходят.

Структура ГЛОНАСС состоит из:

  • орбитальной группы;
  • средств выведения;
  • наземного управления (специализированный комплекс);
  • средств обеспечения;
  • системы высокоточной информации;
  • навигационной аппаратуры потребителей.

Первое поколение спутников имело только один сигнал, который работал на частоте L1. Последующие поколения космических аппаратов работают на частотах L2, L3. Они транслируют по два сигнала, у каждого спутника они свои.

Применение ЭРА ГЛОНАСС

В жизнь обывателей новая навигационная система вошла как необходимое оборудование для любого транспортного средства.

https://youtube.com/watch?v=t6cWc_dMy3U

Исключение составляют единицы (прицепы, полуприцепы, мотоциклы). ЭРА расшифровывается как комплекс экстренного реагирования при чрезвычайных ситуациях.

Это могут быть:

  • дорожно-транспортные происшествия;
  • катаклизмы;
  • плохое самочувствие водителя;
  • оказание помощи пешеходу.

Набор для авто похож на смартфон, если его вскрыть (модем, микрофон, антенна, другое). В качестве управления применяется кнопка SOS для экстренного вызова.

Все элементы системы размещаются по салону. Лада Веста стала первой моделью, которая изначально была оснащена ЭРОЙ ГЛОНАСС. Но кнопка экстренного вызова в ней осталась неприкрытой, что может стать причиной случайного нажатия.

Также, согласно требованиям Таможенного Союза, все машины с пробегом, которые завозятся на территорию Содружества из Европы, должны иметь в комплекции данное оборудование. Предполагается, что оно способно сохранить 4000 жизни в год.

Сигнал бедствия передаётся на спутник, откуда транслируется оператору. Система передаёт точные данные о местонахождении, состоянии транспортного средства, самочувствии водителя. После вызова сразу приезжают машина скорой помощи, сотрудники МЧС.

Также, благодаря космическому оборудованию, можно точно установить виновника аварии. Некоторые системы записывают все действия водителя. А видеорегистраторы фиксируют окружающую обстановку.

ГЛОНАСС М

Это видеорегистратор, который записывает все данные о работе машины. Он сканирует все датчики, не внедряясь в работу систем. Водитель также может увидеть всё, что происходило с его авто, пока оно не было на связи.

Здесь функционируют аппараты II поколения. Каждый спутник имеет по 2 сигнала для гражданских потребителей. Срок их эксплуатации составляет 7 лет. Они в 2,5 раза точнее определяют местоположение объектов, оснащены дополнительным передатчиком CDMA.

ГЛОНАСС К

Срок эксплуатации третьего поколения спутников увеличен до 10 лет. Они отличаются уменьшенной массой, негерметичностью, рядом усовершенствований.

Выполнены только из российских комплектующих, имеют новые форматы сигналов. Это многофункциональные спутники с 2 открытыми сигналами.

ГЛОНАСС К2

Используются доработанные аппараты 3 поколения. Отличие предусмотрено в частоте передаваемого сигнала. Также, ряд других модернизаций способствует улучшенному поиску местонахождения необходимых объектов.

ГЛОНАСС КМ

Эти спутники планируется вывести на орбиту в 2025 году. Сейчас они находятся в разработке. Лучшие учёные умы занимаются модернизацией новой серии аппаратов.

Система принимает навигационные сигналы в глобальном масштабе. Её данные доступны пользователям всего мира. Доступ к гражданским сигналам является бесплатным и общедоступным.

Система обеспечивает оперативно-временную навигацию для пользователей, которые могут находиться в домах, в самолётах, на космических станциях, на кораблях.

Ею пользуются военные и гражданские. Она зародилась в конце 70-х годов прошлого столетия. В 1983 году была впервые запущена. Сейчас претерпевает разные нововведения, дополнения, изменения.

Спутники отправляют на орбиту ежегодно, заменяя устаревшие, вышедшие из строя. До сих пор система не давала каких-либо серьёзных сбоев. За время, которое она функционирует, было спасено много человеческих жизней.

Терминал ЭРА-ГЛОНАСС FORT 112-EG

Терминалы FORT-112 EG соответствуют требованиям системы «ЭРА-ГЛОНАСС» и применяются как штатное оборудование автопроизводителями.

FORT-112 EG позволяет водителю самостоятельно связаться с оператором «ЭРА-ГЛОНАСС» в случае ЧП, а также автоматически отправляет все необходимые данные о местонахождении автомобиля и характере происшествия в случае срабатывании датчиков – акселерометр и гироскопа. Точность определения координат со спутников составляет 2 м.Терминал также может использоваться для реализации удаленного контроля, охраны и управления транспортными средствами.

FORT-112 EG поставляется со шнуром для подключения внешних устройств, блоком интерфейса пользователя и динамиком. Устройство имеет внутреннюю энергонезависимую память 16 Мб с размером «черного ящика» до 150 000 записей, а также встроенную аккумуляторную батарею Ni-MH емкостью 550 мА/ч.

Устройство вызова экстренных оперативных служб (УВЭОС) FORT-112EG-M выполняет также функцию аппаратуры спутниковой навигации (АСН).

В качестве УВЭОС устройство обеспечивает определение точных координат и направления движения транспортного средства по сигналам с не менее двух глобальных навигационных спутниковых систем, передачу сообщения о транспортном средстве при ДТП и ином происшествии, а также двустороннюю голосовую связь с экстренными службами. В качестве АСН устройство используется для удаленного контроля, охране и управлению автопарком. В случае невозможности передать собранную информацию на сервер мониторинга мгновенно (например, если отсутствует GSM-сигнал), она сохраняется в энергонезависимой памяти, а при первой же возможности отправляется на сервер.

На лицевой панели FORT-112EG-M расположены интерфейсные разъемы X1, разъем FAKRA для подключения антенны ГЛОНАСС/GPS, слот для установки nanoSIM-карты, разъем miniUSB для программирования, а также крышка отсека АКБ, под которой находится резервный аккумулятор.

Возможности и особенности FORT-112EG-M:

  • Автоматическое определение факта возникновения ДТП
  • Экстренный вызов в автоматическом или ручном режиме
  • Передача данных в диспетчерский центр
  • Самодиагностика
  • Подключение переговорных устройств
  • Встроенный резервный аккумулятор
  • Степень защиты IP51 или 54 (зависит от комплектации).

Спутниковый навигационный терминал Omnicomm АСН соответствует требованиям Постановления Правительства РФ №153 об обязательной установке на транспортные средства категории М2, М3 и N-EX аппаратуры спутниковой навигации.

Терминал оснащен всем необходимым для ведения полнофункционального мониторинга ключевых показателей работы транспортного средства. Omnicomm АСН обеспечивает постоянный контроль местонахождения и скорости движения, а также отслеживает стиль вождения (безопасность и экономичность), маршрут, уровень топлива, состояние ключа зажигания, напряжение бортовой сети, состояние датчиков и прочего дополнительного оборудования.

Терминал поддерживает двухканальную передачу данных в Ространснадзор и в собственную систему мониторинга Omnicomm-Online для эффективного управления автопарком.

Возможности и особенности Omnicomm АСН

  • Передача данных через сеть Wi-Fi
  • Автономная работа от встроенного аккумулятора
  • Детекторы активного глушения сигналов GPS/ГЛОНАСС/GSM с отправкой SMS
  • Степень защиты IP 54
  • Работа в экстремальных климатических условиях
  • Громкая голосовая связь с водителем
  • 6 входов и 2 выхода для подключения внешних устройств
  • Чтение параметров с CAN-шины автомобиля

Что такое ГЛОНАСС?

В настоящее время в мире существуют две спутниковые навигационные системы — описанная выше GPS и ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система). По сути последняя является российским вариантом GPS. По аналогии с GPS ГЛОНАСС определяет трехмерные координаты (широта, высота, долгота) по всему миру.

ПО ТЕМЕ: Не работает GPS на iPhone, как исправить.

Начало разработки на то время советской спутниковой системы датируется декабрем 1976 года. В октябре 1982 года с выводом на орбиту ГЛОНАСС спутника «Ураган» началось первое тестирование системы. Изначально она задумывалась для военных нужд, но впоследствии стала использоваться и для гражданских целей. Сейчас ГЛОНАСС приемниками оснащаются гражданские/военные корабли и самолеты, общественный транспорт, автомобили экстренных служб и т.д. Сигналы ГЛОНАСС принимают не только GPS-приемники, бортовые навигаторы, но и мобильные телефоны. Данные о положении, скорости и направлении движения через сеть GSM-оператора отправляются на сервер сбора данных.

Гражданское применение системы ГЛОНАСС стартовало в 1993 году, в 1995 году на орбиту было запущено 24 спутника, а в 2010 году их число возросло до 26. На разработку системы в период с 2012 по 2020 годы российское правительство выделило 320 млрд рублей, направленных в том числе на создание 15 спутников «Глонасс-М» и 22 спутников «Глонасс-К». Работа над системой ГЛОНАСС была завершена в декабре 2015 года.

Спутники ГЛОНАСС вращаются на высоте 19,1 тыс. км над Землей. Приемники ГЛОНАСС позволяют определить горизонтальные (с точностью 50-70 м) и вертикальные координаты (70 м), вектор скорости (с точностью 15 см/сек), время с точностью 0,7 мкс. Система использует два типа навигационных сигналов – открытые с обычной точностью и защищенные с повышенной точностью. Первые могут принимать любые приемники ГЛОНАСС, а вторые – исключительно авторизованные пользователи, к примеру, оборудование ВС РФ.

Как пользоваться – пошаговая инструкция

Прежде чем разобраться в работе с системой с телефона, нужно определиться с несколькими важными фактами:

  1. Вопрос «Как установить ГЛОНАСС на телефон?» некорректен. Приемник сигнала изначально вмонтирован в гаджет, поэтому установить нужно лишь приложение, через которое осуществляется навигация.
  2. Подключить или отключить ГЛОНАСС можно, только если ваше устройство работает исключительно на этой системе – для этого нужно отключить определение местоположения гаджета в настройках спутниковой навигации. Во многих телефонах с поддержкой двух систем нельзя отключить одну из них.
  3. Разницы между тем, как включить ГЛОНАСС на Андроид или IOS, нет.

Скачивание и установка

Первый шаг инструкции «как подключить ГЛОНАСС на смартфоне» – скачать приложение навигации. Большая часть программ бесплатна, загрузить их можно из ресурсов:

  • для Android это Play Market;
  • для Apple – AppStore.

Вход и настройка

При первом входе в приложение может понадобиться регистрация. Чаще всего нужно ввести адрес электронной почты, придумать пароль от аккаунта и разрешить программе получать информацию о местоположении устройства.

Настраивать приложение необязательно. В дополнительных опциях можно выбрать время определения местонахождения гаджета, офлайн-режим и постоянную точку, от которой будет прокладываться маршрут.

Использование и возможности

Общая цель использования навигационных приложений – прокладка маршрутов и определение положения устройства. Тем не менее у каждого приложения есть особенные функции. Два самых популярных из них – Google Maps и Яндекс Карты.

Google Карты

Помимо стандартного набора функций, программа позволяет:

  • запомнить место парковки автомобиля;
  • управлять приложением голосом;
  • отправлять геоданные другим пользователям;
  • рассчитывать время прибытия;
  • использовать карты офлайн.

Программа синхронизируется с остальными продуктами Google, используя данные из них для входа.


Google Maps

Яндекс Карты

Аналогичное приложение от сервиса Яндекс имеет следующие специфические функции:

  • собственноручная дорисовка объектов;
  • измерение расстояния или кривого маршрута;
  • подключение карт к сайту или блогу;
  • получение информации с дорожных камер.

Маленький, но уже военный

В 1967 году руководство СССР задумалось о создании системы глобальной навигации. Спустя 9 лет родился «Циклон» — комплекс спутников, снабженных атомными часами, передатчиками и возобновляемым источником питания. Перспективный космический страж не долго сиял золотыми эполетами солнечных батарей. В начале 90-х прекратили выделять ассигнования, несколько спутников сломались и сошли с орбиты. Сменив в 1993 году военную форму на гражданский костюм, Циклон взял новое имя — ГЛОНАСС. В этом же году американцы запустили двадцать четвертый спутник, завершив девятнадцатилетнюю эпопею создания GPS. До этого момента СССР и США шли ноздря в ноздрю, создавая практически идентичные системы, но кризис 1998 года изменил расстановку сил навсегда.

Определение расстояния до спутников

Из школы мы знаем, что для определения расстояния необходимо скорость объекта умножить на время. Соответственно, зная скорость распространения сигнала, а в вакууме это скорость света, и время его прохождения можно легко рассчитать путь, те есть расстояние до спутника. Чтобы определить промежуток времени необходимо знать точное время подачи и приема сигнала. Для этого на спутнике устанавливаются очень точные атомные часы, и время подачи сигнала записывается и передается отдельным пакетом данных.

На земле навигационный приемник, принимая сигнал, засекает время приема и отнимает от него полученное отдельно время подачи сигнала. Полученный отрезок времени и будет временем прохождения сигнала от спутника до приемника. После умножения данного временного отрезка на скорость света и получится искомое расстояние до спутника.

Система GPS слежения

Синхронизация по времени

Итак, для определения местоположения теоретически необходимо провести измерения расстояний до трех любых спутников. Но в бытовых приемниках навигационных сигналов стоят обычные кварцевые часы, имеющие определенную погрешность. Поэтому для того, чтобы на практике правильно определить местоположение необходимо произвести еще одно измерение до четвертого спутника. Имея четыре измерения расстояний можно с помощью специально созданной компьютерной программы синхронизировать время спутников со временем приемника и определить точное местоположение.

ГЛОНАСС и GPS: инфографика

Определение положения спутника на орбите

Корректировка погрешностей

  • При любых измерениях существует вероятность ошибок. Источниками ошибок в нашем случае являются преимущественно два фактора: погрешности измерения времени и прохождения радиосигнала через ионосферу Земли.
  • Погрешности при измерении времени будут всегда. Просто невозможно сделать часы, сохраняющие точность на протяжении всего времени эксплуатации – все равно понадобиться корректировка набегающей погрешности измерения.
  • Еще одно узкое место при расчете расстояния – наличие у Земли ионосферы. Через ионосферу по законам физики радиосигнал не может распространяться со скоростью света, поэтому формула определения пути на этом участке будет рассчитываться неправильно.
  • Для того чтобы минимизировать влияние этих факторов вводят так называемые корректировочные коэффициенты, с помощью которых удается значительно улучшить точность вычисления местоположения.

Существующие навигационные системы

Хронология развития навигационных систем

В настоящее время есть всего две полностью глобальные системы – GPS и ГЛОНАСС. Физические принципы работы их полностью идентичны, а системы различаются только высотой орбит эшелонов спутников и частотами используемых радиосигналов, кроме того обе системы оснащены дополнительным более точным кодированным радиосигналом используемым только для военных целей. Навигационная система – это комплекс высокотехнологичных, дорогих и очень сложных в обслуживании устройств, располагают которыми пока только США и Россия.

Система координат и шкала времени

Система координат

Передаваемые каждым космическим аппаратом системы ГЛОНАСС в составе оперативной информации эфемериды описывают положение фазового центра передающей антенны данного КА в связанной с Землей геоцентрической системе координат ПЗ-90, определяемой следующим образом:

  • начало координат расположено в центре масс Земли;
  • ось Z направлена в Условный полюс Земли, как определено в рекомендации Международной службы вращения Земли (IERS);
  • ось X направлена по линии пересечения плоскости экватора Земли и начального меридиана, установленного Международным бюро времени (BIH);
  • ось Y дополняет геоцентрическую прямоугольную систему координат до правой.

Справочный документ «ПАРАМЕТРЫ ЗЕМЛИ 1990 ГОДА» (ПЗ-90.11) ВОЕННО-ТОПОГРАФИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ГЕНЕРАЛЬНОГО ШТАБА ВООРУЖЕННЫХ СИЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ, Москва, 2014 г. Геодезические константы и параметры общеземного эллипсоида ПЗ 90

Параметр Значение
Угловая скорость вращения Земли 7,292115×10-5 радиан/с
Геоцентрическая константа гравитационного поля Земли с учетом атмосферы 398 600,44×109 м3/с2
Геоцентрическая константа гравитационного поля атмосферы Земли (fMa) 0.35×109 м3/с2
Скорость света 299 792 458 м/с
Большая полуось эллипсоида 6 378 136 м
Коэффициент сжатия эллипсоида 1/298,257 839 303
Гравитационное ускорение на экваторе Земли 978 032,8 мгал
Поправка к гравитационному ускорению на уровне моря, обусловленная влиянием атмосферы Земли -0,9 мгал
Вторая зональная гармоника геопотенциала (J20) 1082625,7×10-9
Четвертая зональная гармоника геопотенциала (J40) (- 2370,9×10-9)
Нормальный потенциал на поверхности общеземного эллипсоида (U0) 62 636 861,074 м2/s2
Система времени

В качестве шкалы системного времени ГЛОНАСС принята условная непрерывная шкала времени, формируемая на основе шкалы времени Центрального синхронизатора системы. Центральный синхронизатор оснащен водородными стандартами частоты.

Опорной шкалой времени для системы ГЛОНАСС является национальная координированная шкала времени России UTC(SU). Расхождение между шкалой системного времени ГЛОНАСС и UTC(SU) не должна превышать 1 мс.

Шкала системного времени ГЛОНАСС корректируется одновременно с плановой коррекцией на целое число секунд шкалы координированного всемирного времени UTC.

Добавить комментарий