НОВОСТИ

Спутниковые войны двух систем – Глонасс и GPS. Глонасс военный навигатор


Навигаторы в армиях разных стран

Всего пару десятилетий назад GPS-навигаторы были практически недоступны для гражданского населения, зато в полной мере использовались в разных армиях по всему миру. Самые надёжные и лучшие навигаторы до сих пор используют в армии, так как в вооружённых силах необходимо составлять маршрут с точностью до метра. GPS-навигаторы GARMIN справляются с этой задачей на отлично. Данная компания производит навигаторы как для гражданского сектора, так и для военных. Военные образцы являются более дорогими и сложными, нежели чем навигаторы, которые производятся для гражданского населения, но при этом они самые точные и практически не имеют никаких погрешностей.

Какие ещё навигаторы популярны в армиях разных стран мира? Давайте рассмотрим самые популярные навигаторы в трёх самых крупных армиях мира.

Армия США

Армия этой страны является самой мощной в мире. Эта страна располагает существенным ядерным арсеналом, высокими технологиями, отлично подготовленными солдатами и огромными инвестициями. Отличительной особенностью армии этой страны является то, что все новые разработки (в том числе и самые секретные) производят в основном частные компании.

Но какими средствами навигации пользуются вестники демократии? В основе навигации лежат системы GPS, которые производят и поддерживают несколько компаний, спонсируемые Министерством обороны США. Идея создания GPS пришла в голову американских учёных сразу после того, как русские запустили первый искусственный спутник земли. В 1993 году система GPS была официально принята на вооружение армией США. Однако, в виду определённых обстоятельств, система глобального позиционирования стала доступна для гражданского населения.

Сегодня, американские военные имеют на своём вооружении самые лучшие и точные GPS-навигаторы. Из-за того, что система глобального позиционирования охватывает весь Земной шар, имея хорошо отлаженный навигатор солдаты США не потеряются находясь они хоть в Гималаях, хоть в Андах. На данный момент большинство солдат армии этой страны пользуются GPS-навигаторами KILSWITCH или A-PASS. Возможно, некоторые солдаты имеют и более новые модели.

Армия России

Вооружённые силы Российской Федерации на сегодня сильно отстают в технологиях от армии США, однако, превосходят её в живой силе. Эта страна имеет огромные запасы ядерного оружия, большое количество военной техники, практически неисчерпаемые природные ресурсы. Проблем в армии РФ тоже много, главные из которых – это отсутствие высоких технологий и неопытность новобранцев, а также другие более мелкие проблемы. Хотя в последнее время ситуация меняется к лучшему.

Русские военные не могут пользоваться навигаторами GPS по одной простой причине – это технология потенциальной страны-конкурента, следовательно, было бы глупо не заиметь свою собственную систему навигации. Именно поэтому в СССР, а позже в России была разработана спутниковая система ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система). Пускай в отечественной системе имеются определённые неточности, она является второй после GPS системой навигации в мире.

Так как система изначально разрабатывалась для военных, то сегодня она и применяется в военной отрасли. В большинстве своём система полностью аналогична GPS. Однако, в отличии от GPS ГЛОНАСС является менее точной системой навигации. Сегодня все русские военные пользуются этой системой для корректировки своих действий. Но стоит учитывать, что модернизация в России занимает всегда много времени, поэтому некоторые военные части пользуются навигаторами аж образца 2003 года ГРОТ-М. Другие части пользуются более совершенными навигаторами ГРОТ-М 2009 года.

Русский ГЛОНАСС-навигатор очень громоздкий, имеет чёрно-белый экран, управляется клавишами, зато он обзавёлся очень прочным корпусом и высокой точностью.

Армия КНР

Народно-освободительная армия Китая является самой многочисленной армией мира. Около 2,25 млн человек в действующих войсках (в России 2,4 млн, в США 0,56 млн) и около 800 млн человек в запасе (в России 20 млн, в США 0,49 млн). Всю эту огромную армию нужно как-то координировать. Китайцы по понятным причинам ни хотят пользоваться ни американским GPS, ни русским ГЛОНАСС.

Как раз для нужд своей армии Китай разрабатывает систему спутниковой навигации Бэйдоу. Пока что область покрытия Бэйдоу включает в себя Китай, Монголию, две Кореи, Индию, страны Индокитая, Филиппины, юг Японии, небольшую часть России и Пакистана. Однако, в 2020 году система будет запущена на полную мощность и как планируется в Китае «потеснит» ГЛОНАСС и GPS.

Точно не известно какими навигаторами пользуется китайская армия сейчас. Но вероятнее всего, начиная с 2020 года все военные навигаторы в Китае будут работать только с частотами спутников Бейдоу.

army-news.ru

Армейские навигаторы ГЛОНАСС | Щит и меч

ГЛОНАСС/GPS навигатор "Грот-М"

Прошлым летом я у себя в блоге поднимал тему сравнения российских и американских навигаторов, используемых военными ведомствами двух стран. Через некоторое время на меня вышли разработчики российского навигатора и предложили показать свое детище и рассказать о нем подробнее.

На фотографии выше два ГЛОНАСС/GPS навигатора ОАО "НИИ космического приборостроения": справа - аппаратура предыдущего поколения 14Ц822 "Грот-М", слева - новый образец, который имеет то же название, что и предыдущий, - “Грот-М”, но является глубочайшей модернизацией младшего собрата.

Первый "Грот", выпущенный в 2003 году, состоит на вооружении российской армии, а также ряда стран Африки и Латинской Америки (меню навигатора имеет английскую, французскую и испанскую локализации) и произведен тиражом порядка 10 тысяч экземпляров. В наших вооруженных силах применяется, в основном, командирами артиллерийских подразделений, разведкой, горными стрелками и частями специального назначения. По штату его положено иметь и в мотострелковом батальоне, а также ротным тактическим группам, действующим в отрыве от основных сил.Корпус навигатора изготовлен из цельного бруска алюминия методом фрезеровки, что обуславливало высокую прочность изделия, но одновременно значительно утяжеляло его (вес прибора составлял 800 граммов). Поскольку прибор первоначально предназначался только для определения координат и решения задач в артиллерии, то он получил маленький экран и не поддерживал отображение карт. Для удобства работы в сильный мороз, когда руки в перчатках, навигатор оснастили большими кнопками, которые очень нравились конечным пользователям - военным

В комплекте было два аккумулятора, которые из-за особенностей конструкции удлиняли корпус до 25 см

Поскольку время не стоит на месте и технологии идут вперед, предприятием в инициативном порядке была проведена глубокая модернизация навигатора, которая фактически привела к созданию абсолютно нового прибора, но под тем же названием - "Грот-М". Изделие получило новый 32-битный процессор ARM, большой цветной дисплей с разрешением 320х240. Кнопки были перемещены в верхнюю часть навигатора, поскольку именно при таком расположении прибор удобнее всего лежит в руке и нажатия на кнопки наиболее комфортны. 

От сенсорного дисплея отказались, т.к. в условиях холодного климата и рук в перчатках он просто бесполезен.

Корпус стал пластиковым, источники питания обрели иное расположение.

Используются литий-полимерные батареи по 2500 мАч французского производства, т.к. отечественные производители элементов питания пояснили, что очень загружены заказами и не смогут поставить свою продукцию ранее, чем через несколько лет

Навигатор может работать и от одного блока аккумуляторов, но тогда время его работы снижается. Навигатор при температуре воздуха выше ноля градусов работает около 18 часов непрерывно, при максимально низкой температуре, на которую рассчитан (-30 градусов), - не менее 12 часов.Кроме аккумуляторных блоков изделие может работать и от обычных пальчиковых батареек АА

Навигатор выдерживает нахождение под водой на глубине 1 метра в течение суток и может после этого работать."Грот" можно подключать к сетям с низким напряжением (от 10 до 30 вольт), что позволяет заряжать его от бортовой сети автомобилей и бронетехники. Заряжать блоки аккумуляторов возможно как в самом приборе, так и в отдельном зарядном устройстве.На момент общения с разработчиками (август 2011) энергопотребление навигатора, производившегося по 130 нм техпроцессу, составляло 1.05-1.1 Вт (на пике работы до 1.2 Вт), но сейчас на сайте обновленные данные, что оно не более 1 Вт, а это значит, что состоялся ожидаемый переход на 110 нм техпроцесс.Надо отметить, что энергопотребление устройств на базе ГЛОНАСС всегда будет больше аналогичных устройств на базе GPS, поскольку отечественная навигационная система использует более широкий спектр частот. Широкий канал тяжелее подавить средствами радиоэлектронной борьбы, но этот плюс разменивается на более высокое энергопотребление.

Навигатор может работать одновременно с 32 спутниками, что значительно повышает точность позиционирования. Она (точность) зависит от многих факторов (количество спутников, рельеф местности и т.п.) и для "Грота" составляет 10 м (режим работы, когда взаимодействие идет только со спутниками), что сравнимо с аналогичными показателями американского военного навигатора DAGR. Дифференциальный режим также реализован в отечественном навигаторе, что позволяет, используя базовые станции, увеличить точность позиционирования до десятков сантиметров."Грот-М" с внешней навигационной антенной. Антенна имеет магнит и может быть использована при движении в автомобиле

По желанию заказчика возможна установка слота под SD-карты флеш-памяти, но военные пока не просят о такой возможности. Внутренняя же память самого устройства составляет 256 мегабайт.Любимый вопрос всех читателей мною был задан: "Чьего производства электронная составляющая навигатора?". Микросхема целиком разработана на предприятии, кроме ядра процессора, который закуплен по лицензии. Схемотехника цифровой части, топология - все отечественное, а вот физическое изготовление - Китай, Тайвань. Монтаж платы опять же происходит у нас. Дисплеи также закупаются заграницей, т.к. белорусские разработчики (альтернатива зарубежью) предлагают модели с большим энергопотреблением, весом и стоимостью.

Навигатор позволяет записывать маршрут и показывать его на фоне карты. Карты, маршруты можно заливать в прибор и снимать с него через интерфейс USB (порт для USB, RS-232 и RS-485 один, в комплекте идет разветвитель). В комплекте к изделию идет программное обеспечение, позволяющее конечному пользователю сопрягать навигатор с операционными системами на базе Linux и Windows. Предполагается, что при желании пользователь сможет устанавливать в "Грот" любые карты от сторонних разработчиков, используя специальный конвертер из комплекта программного обеспечения.Навигатор может решать сервисные задачи, которые необходимы для нужд артиллеристов:- по заданным координатам, расстоянию и азимуту определяются координаты точки, которую необходимо обстрелять;- по заданным двум парам координат определяется расстояние и азимут между ними;- по координатам двух точек и углу между ними определяются координаты третьей точки;- измерение дирекционного угла и т.п.Возможен пересчет долготы и широты в координаты Гаусса-Крюгера и обратно.

Пример меню навигатора

На данный момент ОАО "НИИ космического приборостроения" в инициативном порядке разрабатывает новую модель навигатора, который должен будет заменить носимый "Грот-М" и возимый образец 14Ц821 “Грот-В”, который сейчас используется на бронетехнике российских вооруженных сил

maxpark.com

Армию полностью обеспечат приборами ГЛОНАСС до конца 2020 года — Российская газета

Вооруженные силы России до конца 2020 года будут полностью обеспечены современной аппаратурой спутниковой навигации. Об этом заявил начальник военно-топографического управления Генштаба Сергей Козлов.

Военачальник озвучил планы оснащения войск современными средствами позиционирования. Еще два года назад, по его словам, армия и флот были обеспечены этой техникой наполовину, сейчас - на 85 процентов, а через пять лет потребность военных в подобной аппаратуре должна быть покрыта полностью. В Вооруженные силы уже поставили более 40 тысяч таких комплектов.

Без использования данных со спутников системы ГЛОНАСС и соответствующей наземной техники наши Вооруженные силы существовать просто не могут. Идет ли речь о подготовке данных для стрельбы, морских походах, работе разведчиков или артиллеристов, - везде необходима круглосуточная космическая навигация. "Орбитальное" позиционирование применяется в войсках давно, но используемая при этом аппаратура постоянно совершенствуется. Это позволяет военным иметь все более точные сведения о своем местоположении и о дислокации противника.

Вот лишь один пример. Нынешней осенью артиллеристы Южного военного округа начали проводить боевые стрельбы из самоходных гаубиц "Мста-С", используя современную навигационную аппаратуру "Грот". Собранные с помощью спутников ГЛОНАСС данные топографической привязки теперь передаются в автоматизированную систему управления наведением и огнем, что сразу повысило точность определения расстояния до цели. Уничтожать ее стало проще и быстрее. 

Размером с автомобильную магнитолу, "Грот" встроен в панель приборов самоходки. Он позволяет определить местоположение боевой машины с точностью до одного метра. Для сравнения - раньше при расчетах без использования такой навигационной аппаратуры погрешность в определении местоположения допускалась до 50 метров. К тому же на снятие координат и привязку к местности теперь уходит не более 20 секунд. Эта процедура производится в автоматическом режиме без участия человека, что исключает ошибки при расчетах. А прежде такой операцией занимались 2-3 артиллериста, затрачивая до 20 минут.

Кроме того, использование аппаратуры "Грот" минимизирует уязвимость позиций самоходных гаубиц. Для выполнения боевых задач все входящие в одно подразделение самоходки раньше приходилось ставить рядом. Ведь расчеты велись для одной машины, а остальные использовали полученные данные. Теперь же гаубицы "Мста-С" могут вести прицельную стрельбу на расстоянии до 20 километров друг от друга.

Разумеется, "умная" техника выпускается и в расчете на индивидуального военного пользователя. В частности, речь идет о портативных навигационных приемниках армейского назначения.

- Современная аппаратура спутниковой навигации оснащена системами, позволяющими визуализировать электронные топографические карты на экране навигационного приемника "Орион" или "Грот-М", -  заявил контр-адмирал Козлов.

По его мнению, в недалеком будущем индивидуальные навигаторы будет иметь каждый солдат. Они, в частности, уже предусмотрены в новой боевой экипировке "Ратник". Что это дает бойцу, его командиру и подразделению в целом? Обратимся к упомянутому выше "Ориону".  Этот портативный приемник обеспечивает управление картами местности, снимками и матрицами на основе атласа карт. Кроме того, он позволяет создавать карты оперативной обстановки и обмениваться данными с другими системами. Модель местности "Орион" отображает в 3D-формате. С его помощью можно прокладывать маршруты по дорожной сети, подключаться к карте интернет-ресурсов. Но главное, что этот приемник автоматически определяет текущие координаты места, времени, путевой скорости потребителя по сигналам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS в любой точке земного шара, в любой момент времени и независимо от метеоусловий. Понятно, что такому электронному помощнику будет рад любой военнослужащий.

Теперь о "Гроте-М". Эти навигаторы в первую очередь адресованы командирами артиллерийских подразделений, разведчикам, горными стрелками и частями специального назначения. В результате проведенной модернизации "Грот-М" получил новый 32-битный процессор, большой цветной экран, на который отображаются карты местности с обозначением текущего положения пользователя. Корпус прибора стал пластиковым, источники питания обрели иное расположение. Этот навигатор позволяет записывать маршрут и показывать его на фоне карты. Он может работать одновременно с 32 спутниками, что значительно повышает точность позиционирования.  А еще "Грот М" не теряет функциональных качеств в течение 12-15 часов в диапазоне температур от нуля до минус 30 градусов. Разумеется, все эта техника должна сопрягаться друг с другом и "закольцовываться" в единую систему. Такая геоинформационная система в нашей армии уже есть. Называется она "Оператор". 

- На ее основе осуществляется планирование ведения боевых действий на основе электронных топографических карт во всех структурах и звеньях управления Вооруженных сил, - заявил контр-адмирал Козлов.

На практике это выглядит так. С помощью "Оператора" военные изучают и оценивают местность, занимаются информационным обеспечением учений и командно-штабных тренировок, ведут дежурные и оперативные карты и схемы. Кроме того, данная система позволяет автоматизировать процесс управления войсками, создавать виртуальные 3D-макеты местности и выдавать данные для стрельбы высокоточным оружием.

Справка "РГ":

Тактико-технические данные портативного навигационного приемника "Орион":

Количество каналов приема радиосигнала - 32

Время получения первого отчета навигационных координат - холодный режим (первое включение) - 60 сек., обычный режим - 30 сек.

Время работы от штатной аккумуляторной батареи - 24 часа

Сохраняет работоспособность при температуре 35 градусов, после падения в воду на глубину 1 метр, после падения с высоты 0,75 метра.

Погрешность навигации при определении координат местоположения  - до 10 метров, высоты - до 15 метров, скорости - 0,2 м\сек.

rg.ru

Спутниковые войны двух систем – Глонасс и GPS

Освоение космического пространства дало человечеству то, о чем еще несколько десятков лет назад только мечтали писатели-фантасты: начиная с мобильной связи и кабельного телевидения и заканчивая широчайшими возможностями, которые предлагает пользователям Google Earth. Десятки тысяч искусственных спутников, которые сегодня вращаются на орбите нашей планеты, выполняют самые разнообразные функции: от формирования прогноза погоды до осуществления защиты государства от потенциальных врагов.

Одной из самых востребованных функций спутников сегодня является система навигации, которая позволяет определять с точностью до нескольких метров местоположение объекта. В мире на сегодняшний день существует несколько систем спутникового мониторинга, которые наиболее активно используются. Две крупнейшие – американская система GPS и российская система ГЛОНАСС. Обе разрабатывались военными ведомствами своих стран для нужд национальной обороны и, несмотря на то, что сфера применения этих систем навигации стала куда более обширной, обе до сих пор принадлежат и контролируются соответствующими министерствами обороны. Готовится запуск еще трех крупных систем спутниковой навигации: европейской (Galileo), индийской (IRNSS) и китайской (Бэй-доу). Две последние, по предварительным данным, будут использоваться исключительно на территориях стран-разработчиков.

Стоит отметить, что поистине международной системой спутниковой навигации сегодня является только GPS. Несмотря на большую площадь покрытия и большие возможности, ГЛОНАСС пока используется исключительно на территории РФ, да и то, по большому счету, благодаря реализации различных федеральных программ. Терминалы с картами ГЛОНАСС сегодня устанавливают там, куда могут дотянуться правительственные программы. Это и поезда, и судна, и кареты скорой помощи,  и маршрутные автобусы. Простые автолюбители все еще отдают предпочтение американскому аналогу. GPS мониторинг даже на территории страны-разработчика системы ГЛОНАСС является более востребованным и причины тому две: более высокая распространенность этой технологии в мире и доступность GPS-навигаторов и карт к ним.

Сегодняшний ГЛОНАСС – это, по сути, восстановленная советская стратегическая навигационная система, которая была запущена в разработку еще в 1982 году. К 1994 году на околоземной орбите находилось 24 спутника, но из-за недостаточного финансирования и отсутствия должного контроля к 2002 году реально работающих спутников осталось всего шесть. Сегодня система ГЛОНАСС постоянно совершенствуется, и в планах руководителей программы не только выход на уровень системы GPS, но и опережение американского аналога. Этому, по замыслу разработчиков системы, должны способствовать некоторые преимущества перед GPS, которыми в будущем будет обладать ГЛОНАСС. Однако заработает ГЛОНАСС на полную мощность еще не скоро – по причине малой распространенности навигаторов, так что ощутить обещанные преимущества российские водители смогут весьма не скоро.

Сегодня же система мониторинга транспорта ГЛОНАСС в качестве навигационной станции использует несколько вращающихся по круговой орбите спутников. Период обращение одного спутника вокруг Земли составляет в среднем 11 часов и 45 минут. Высота спутников над землей – 19000 км. Рассчитаны спутники на пятилетнюю эксплуатацию и отклонение номинальных значений параметров их работы не должно превышать 5% за весь период эксплуатации.

Спутники укомплектованы необходимым комплексом аппаратуры: от бортового навигационного датчика, хронометра и бортового управляющего комплекса до систем ориентации и стабилизации.

В отличие от своего молодого российского собрата GPS используется уже достаточно давно и повсеместно. Единственным существенным недостатком GPS-навигации (помимо возможных сбоев в работе самого навигатора) можно считать принадлежность этой системы министерству обороны США. Этот факт многих склонных верить во всевозможные мировые заговоры людей заставляет дважды подумать перед тем, как присоединится к системе  GPS-мониторинга, ведь теорий о том, что GPS-навигаторы используются американским военным ведомством в шпионских целях, существует немало. Но даже это обычно людей не останавливает, и, выбирая между системами спутниковой навигации, они в конечном итоге отдают предпочтение именно GPS.

Состоит орбитальная группировка системы GPS из 28 спутников. Они находятся немного выше спутников ГЛОНАСС (20000 км) и полный оборот вокруг планеты каждый спутник системы GPS совершает за 12 часов.

Точность GPS и ГЛОНАСС примерно равная: обе системы способны определить местонахождение абонента с точностью до 20 метров, а при наличии вспомогательных базовых станций координаты могут сузиться до 1 метра.

Максимальное распространение система GPS-навигации получила среди автомобилистов, которые не ограничивают свое передвижение на автомобиле несколькими стандартными маршрутами между работой, домом и магазинами. GPS-навигация существенно упростила дальние поездки и поездки по незнакомым местам. Сегодня каждый выезд на серьезное расстояние непременно начинается с установки карты, которая помогает не пропустить нужный указатель и не заблудится в паутине дорог  и развязок незнакомого города.

Способствовала такому широкому распространению  GPS-навигации и ее доступность. Нет ничего проще сегодня, чем обзавестись устройством с GPS-приемником – они представлены практически в любом специализированном магазине, а цены на подобные терминалы не такие кусачие, как были на заре появления GPS-навигации. Большинство из моделей GPS-навигаторов отличаются уже встроенными предустановленными картами, как минимум, обзорного типа: от АвтоГИС и Геомаркер до MobileGPS. Более того, GPS-маячок сегодня встраивается даже в мобильные телефоны и коммуникаторы, что как нельзя лучше свидетельствует о распространенности GPS-навигации.

Шансов на то, что ГЛОНАСС сможет хотя бы стать достойным конкурентом GPS, не говоря уже о превосходстве, по мнению экспертов, практически нет. Причина этому – и ориентация в мире на американский стандарт при производстве устройств навигации (вряд ли китайские и тайванские компании массово переключатся с производства GPS-навигаторов на производство ГЛОНАСС-навигаторов), и появление серьезных конкурентов в лице европейской, индийской и китайской программ.

Попытки превратить ГЛОНАСС в полноценную замену GPS-навигации основываются не только на модернизации и инновации собственных технологий, но и на призывах ограничения продаж на территории РФ GPS-навигаторов – вплоть до их полного запрета. Пока до этого не дошло, и российские автомобилисты еще могут пользоваться  GPS-навигацией, чтобы не заблудиться на обширных просторах родной страны, но сам факт подобных призывов должен российского автомобилиста насторожить. Пока же большинство доступных в России навигационных устройств способно работать и в режиме ГЛОНАСС, и в режиме GPS. Причем система ГЛОНАСС используется в основном на предприятиях для обеспечения контроля над передвижением транспорта, а система GPS используется обычными водителями.

ru.navirec.com

Как работает система навигации ГЛОНАС-GPS

Что такое система ГЛОНАСС

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, GLONASS) — советская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Разработка ГЛОНАСС началась в СССР в 1976 году. Изначально система создавалась для военных нужд, но затем нашла гражданское применение. Её используют для управления транспортными потоками на всех видах транспорта, для контроля перевозок ценных и опасных грузов, для контроля рыболовства в территориальных водах, во время поисково-спасательных операций, для проведения геодезических съёмок, при прокладке нефте- и газопроводов, линий электропередач, в строительстве и т. д.

Где используют приёмники ГЛОНАСС

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

Для чего предназначена система ГЛОНАСС

Основная цель ГЛОНАСС — определение местоположения (координат), скорости движения (составляющих вектора скорости), а также определение местоположения воздушных, наземных, морских объектов с точностью до одного метра. То есть любой объект (корабль, самолёт, автомобиль или просто пешеход) в любом месте в любой момент времени способен всего за несколько секунд определить параметры своего движения. Сигналы ГЛОНАСС принимают не только GPS-приёмники, бортовые навигаторы, но и мобильные телефоны. Информация о положении, скорости и направлении движения через сеть GSM-оператора отправляется на сервер сбора данных. Данная система обеспечивает глобальное и непрерывное навигационное обслуживание всех категорий потребителей круглогодично, в любое время суток, вне зависимости от метеорологических условий. В любой точке земного шара потребители имеют доступ к сигналам ГЛОНАСС на безвозмездной основе и без ограничений.

Сколько спутников имеет ГЛОНАСС

Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой 19 100 км. Гражданское применение системы ГЛОНАСС началось в 1993 году, к 1995 году на орбиту было запущено 24 спутника. К 2001 году число спутников из-за недостатка финансирования и выхода части из них из строя сократилось до шести. В 2010 году число спутников ГЛОНАСС увеличили до 26, основными являются 24, остальные резервные. В настоящий момент в системе ГЛОНАСС насчитывается 29 космических аппаратов, из которых 24 используются по целевому назначению, один — на этапе лётных испытаний, один — на этапе ввода в систему, три — в орбитальном резерве.

Какое количество спутниковых навигационных систем существует в мире

На сегодняшний день существует две системы глобальной спутниковой навигации. Кроме российской, есть ещё американская система навигации NAVSTAR GPS. Отличие двух систем в том, что спутники ГЛОНАСС в своём орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли. Благодаря этому они более стабильны и им не требуют дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования, но при этом срок их службы заметно короче. Спутники ГЛОНАСС вращаются на высоте 19 100 километров над Землёй. Приёмники ГЛОНАСС позволяют определить:

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

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

Что такое GPS

GPS (англ. Global Positioning System — система глобального позиционирования, читается Джи Пи Эс) — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe во всемирной системе координат WGS 84. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США. GPS состоит из трёх основных сегментов: космического, управляющего и пользовательского. Спутники GPS транслируют сигнал из космоса, и все приёмники GPS используют этот сигнал для вычисления своего положения в пространстве по трём координатам в режиме реального времени. Космический сегмент состоит из 32 спутников, вращающихся на средней орбите Земли. Управляющий сегмент представляет собой главную управляющую станцию и несколько дополнительных станций, а также наземные антенны и станции мониторинга, ресурсы некоторых из упомянутых являются общими с другими проектами. Пользовательский сегмент представлен тысячами приемников GPS. "GPS-приёмник" - это радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника.

GPS-навигатор

GPS-навигатор — устройство, которое получает сигналы глобальной системы позиционирования с целью определения текущего местоположения устройства на Земле. Устройства GPS обеспечивают информацию о широте и долготе, а некоторые могут также вычислить высоту. Аппаратная часть GPS-навигатор:

  • GPS-чипсет — набор микросхем, в котором процессор — самая важная часть. Процессор обеспечивает работу всего устройства, а также обрабатывает спутниковый сигнал, поступающий от GPS-модуля, вычисляя координаты.
  • GPS-антенна настроена на частоты, на которых передаются данные навигационных спутников.
  • Дисплей для отображения информации.
  • Оперативная память обеспечивает быстродействие навигатора.
  • Память BIOS обеспечивает связь аппаратной и программной части.
  • Встроенная Flash-память используется для хранения операционной системы, ПО и пользовательских данных.

www.vspcenter.ru

Принцип действия систем - glonax.ru

Принцип действия системы ГЛОНАСС-GPS навигации транспорта

Принцип действия спутниковой ГЛОНАСС, GPS навигации основан на определении расстояния от текущего положения до группы спутников. Точное местоположение GPS спутников известно из данных эфемерид и альманаха, передаваемых в навигационных сообщениях. Зная расстояние до трех спутников, можно определить текущее местоположение, как точку пересечение трех окружностей.

Расстояние до спутников определяется простым уравнением R = t * c, где t –время распространения радиосигнала от спутника до наблюдателя, а с – постоянная величина, равная скорости света. Соответственно, зная время, за которое сигнал дошел от спутника до GPS приемника и, умножив ее на скорость света, можно определить расстояние.

Принцип действия ГЛОНАСС, GPS заключается в следующем. На дальнюю околоземную орбиту (порядка 20000 километров) выведены 24 космических спутника, покрывающих своими сигналами всю поверхность Земли (кроме полюсов). Земную часть комплекса составляют специальные мощные передатчики, сигналы которых улавливаются приемниками спутников и ретранслируются на поверхность планеты. Кроме ретрансляторов на спутниках установлены точные атомные часы.

Для определения координат портативному (или устанавливаемому на борту самолета, корабля, автомобиля) приемнику достаточно уловить радиосигналы с трех орбитальных спутников одновременно (минимальное количество, обычно каналов больше). Вычисляя временные задержки специальным образом закодированных спутниковых сигналов (время излучения сигнала сверяется с внутренними эталонными часами приемника), приемник ГЛОНАСС, GPS способен определить собственные географические координаты с точностью в 10-100 метров. У военных приемников точность определения координат значительно выше, но эти технологии закрыты для широкого использования. По доплеровскому сдвигу частоты несущей волны приемник способен определить направление и скорость своего движения (в кармане или в руке владельца).

ГЛОНАСС, GPS навигация – Как это работает?

Месторасположение

Теперь расскажем о том, как это работает. ГЛОНАСС, GPS навигатор должен знать две вещи, чтобы выполнить свою работу. Он должен знать, ГДЕ находятся спутники (месторасположение) и как ДАЛЕКО они находятся (расстояние). Посмотрим сперва как ГЛОНАСС, GPS навигатор знает, где в космосе находятся спутники. ГЛОНАСС, GPS навигатор получает два вида кодированной информации от спутников. Один вид информации, называемый "альманах", содержит данные о расположении спутников. Эти данные постоянно передаются и сохраняются в памяти ГЛОНАСС, GPS навигатора, так что он знает орбиты спутников и где каждый спутник предположительно должен находится.

Данные  альманаха периодически обновляются по мере перемещения спутников. Любой спутник может немного отклоняться от орбиты, а наземные станции постоянно отслеживают орбиту, высоту, расположение и скорость спутников. Наземные станции посылают данные об орбите на станцию основного контроля, которая, в свою очередь, передает откорректированные данные обратно спутникам. Эти откорректированные данные точного месторасположения спутника называются данными "эфимериса", которые действительны около четырех или шести часов и передаются ГЛОНАСС, GPS навигатору в виде кодированной информации.

Таким образом, получив данные альманаха и эфимериса, ГЛОНАСС, GPS навигатор всегда знает местонахождение спутников.

Время

Даже если ГЛОНАСС, GPS навигатор знает точное положение спутников в космосе, ему все равно необходимо знать, насколько они далеко (расстояние), чтобы определить свое месторасположение на земле. Существует простая формула, говорящая приемнику, как далеко он находится от каждого из спутников: расстояние от данного спутника равно скорости передаваемого сигнала, умноженной на время, необходимое сигналу, чтобы пройти от спутника до ГЛОНАСС, GPS навигатора (Скорость х Время прохождения сигнала = Расстояние).

Вспомните, как вы определяли, насколько далеко от вас гроза, когда были ребенком. Когда вы видели молнию, то считали затем, сколько секунд пройдет, пока раздастся гром. Чем больше насчитали, тем дальше была гроза. ГЛОНАСС, GPS навигация работает по такому же принципу, называемому "Время прибытия".

Используя основную формулу для определения расстояния, приемник уже знает скорость. Это скорость радио волны – 186 000 миль в секунду (скорость света), с учетом задержки сигнала при прохождении сквозь атмосферу Земли.

Теперь ГЛОНАСС, GPS навигатору необходимо определить временную составляющую формулы. Ответ кроется в закодированных сигналах, которые передают спутники. Передаваемый код называется "псевдослучайным кодом" потому, что похож на шумовой сигнал. Когда спутник генерирует псевдослучайный код, ГЛОНАСС, GPS навигатор генерирует такой же код и пытается согласовать его с кодом спутника. ГЛОНАСС, GPS навигатор сравнивает два кода, чтобы определить, насколько необходимо задержать (или сместить) свой код, чтобы соответствовать коду спутника. Чтобы получить расстояние время задержки (смещения) умножается на скорость света.

Часы ГЛОНАСС, GPS навигатора не отслеживают время с такой точностью, как часы спутника. Включение в состав ГЛОНАСС, GPS навигатора атомных часов 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 относится к "псевдорасстоянию". Чтобы определить позицию, используя данные псевдорасстояния, необходимо отслеживать и пересчитывать зафиксированные данные минимум с четырех спутников, чтобы погрешность исчезла.

Получение полного круга

Теперь, когда у нас есть и позиция спутника, и расстояние до него, приемник может определить свое месторасположение. Скажем, мы находимся на расстоянии 11 000 миль от спутника. Тогда наше месторасположение будет где-то в условной сфере со спутником в центре с радиусом 11 000 миль. Далее, допустим, что мы находимся на расстоянии 12 000 миль от другого спутника. Вторая сфера будет пересекаться с первой, образуя общую окружность. Если добавить третий спутник, на расстоянии 13 000 миль, будет две общие точки, где пересекаются три сферы.

Теперь, когда у нас есть и позиция спутника, и расстояние до него, приемник может определить свое месторасположение. Скажем, мы находимся на расстоянии 11 000 миль от спутника. Тогда наше месторасположение будет где-то в условной сфере со спутником в центре с радиусом 11 000 миль. Далее, допустим, что мы находимся на расстоянии 12 000 миль от другого спутника. Вторая сфера будет пересекаться с первой, образуя общую окружность. Если добавить третий спутник, на расстоянии 13 000 миль, будет две общие точки, где пересекаются три сферы.

Хотя возможных позиций две, они сильно отличаются показателями широты, долготы и высоты. Чтобы определить, какая же из двух точек соответствует вашему фактическому месторасположению, ГЛОНАСС, GPS навигатору необходимо также указать приблизительную высоту над уровнем моря. Это позволит приемнику рассчитать 2-х координатную позицию (широта, долгота). При наличии четвертого спутника ГЛОНАСС, GPS навигатор сможет определить 3-х координатную позицию (широта, долгота, высота). Так, допустим, расстояние до четвертого спутника составляет 10 000 миль. Теперь у нас есть четвертая сфера, пересекающая первые три в одной общей точке.

www.glonax.ru