Gps vs глонасс: яка система краща. Gps і ГЛОНАСС - супутникові системи: чим відрізняються, і що краще Супутниковий зв'язок глонасс

) Призначений для визначення поточних координат, висоти, швидкості і часу за сигналами супутникових навігаційних систем ГЛОНАСС, GPS і SBAS (WAAS, EGNOS). Легко вбудовується в навігаційні комплекси і системи.

Галузь застосування

Навігаційний приймач може застосовуватися в високоточних навігаційних системах, в тому числі в системах з високою динамікою об'єктів, в системах управління рухом залізничного, автомобільного, повітряного, морського, річкового та інших видів транспорту.

Модуль приймача виконаний у вигляді друкованої плати з одностороннім розташуванням елементів і контактними майданчиками під поверхневий монтаж.

Технічні характеристики

навігаційні характеристики

Електричні характеристики і конструктив

Введення в систему ГЛОНАСС

ГЛОНАСС (Глобальна Навігаційна Супутникова Система) це супутникова радіонавігаційна система, що дозволяє необмеженому числу споживачів в будь-якій точці Землі і повітряного простору незалежно від метеоумов визначати з високою точністю свої координати, швидкість руху і точний час. Області використання системи ГЛОНАСС великі й досить різноманітні. Серед них можна виділити наступні:

1. Організація повітряного і морського руху, підвищення безпеки польотів і мореплавання.


2. Геодезія та картографія, складання земельних і лісових кадастрів, будівництво доріг, прокладка комунікацій і трубопроводів контроль сейсмічно небезпечних районів, геологія і розвідка корисних копалин, розробка нафтових і газових родовищ на ділянках прибережних шельфів, визначення параметрів обертання Землі та т. Д.


3. Моніторинг наземного транспорту, організація і управління рухом вантажів, міжміським залізничним і автотранспортом, створення «інтелектуальних» транспортних засобів.


4. Синхронізація шкал часу віддалених один від одного об'єктів.


5. Екологічний моніторинг, організація пошуково-рятувальних робіт.

Характеристики системи ГЛОНАСС

• Точність навігаційних визначень за матеріальним становищем, м (99,7% ймовірності) - 50-70.


• Точність складових вектора швидкості споживача, м / с (99,7% ймовірності) - не гірше 0,15.


• Точність прив'язки ефемеридного часу до всесвітнього грінвічським (99,7% ймовірності) - 1 мкс.


• Час, необхідний для проведення: - першого навігаційного визначення - від 1 до 3 хвилин; наступних навігаційних визначень - від 1 до 10 c.

Перший супутник ГЛОНАСС (Космос 1413) був запущений 12 жовтня 1982 року. Офіційно система ГЛОНАСС введена в дію 24 вересня 1993 по розпорядженню Президента Російської Федерації.

Як працює система ГЛОНАСС

Для визначення тривимірних координат, швидкості і часу споживач використовує навігаційні сигнали, постійно передаються супутниками ГЛОНАСС. Кожен супутник ГЛОНАСС передає навігаційні радіосигнали двох типів: стандартної точності (СТ) і високої точності (ВТ). Сигнал СТ передається в діапазоні L з використанням принципу частотного поділу каналів. Це означає, що кожен супутник ГЛОНАСС передає навігаційний сигнал на власній частоті: L1 \u003d 1 602 MHz + 0,5625n MГц, де n - номер частотного каналу (n \u003d 0,1.2 ...). Супутники, які знаходяться в протилежних точках площини орбіти (антіподальності супутники), можуть передавати навігаційні сигнали на одній і тій же несучої. Одночасне перебування антіподальних супутників в зоні видимості окремого споживача неможливо. Навігаційний приймач споживача автоматично приймає сигнали щонайменше від 4 супутників ГЛОНАСС і проводить вимірювання псевдодальностей до цих супутників і швидкостей їх зміни. Одночасно з проведенням вимірів з сигналів супутників виділяються і обробляються навігаційні повідомлення. В результаті спільної обробки в процесорі приймача вимірювань і навігаційних повідомлень обчислюються три координати споживача, три складових швидкості його руху і точний час.

Склад системи ГЛОНАСС

Система ГЛОНАСС включає в себе три підсистеми (сегменту): підсистему космічних апаратів (орбітальний сегмент), наземний комплекс управління (наземний сегмент) і підсистему (сегмент) споживачів.

Підсистема космічних апаратів

Повністю розгорнута орбітальне угруповання ГЛОНАСС складається з 24 космічних апаратів, розміщених у трьох орбітальних площинах. Площині рознесені по довготі на 120 градусів і зрушені відносно один одного по аргументу широти на 15 градусів. У кожній площині розміщені по вісім супутників з рівномірним зрушенням по аргументу широти 45 градусів. Супутники розташовані на кругових орбітах з нахилом 64,8 градуса і періодом обертання, приблизно рівним 11 годині 15 хвилин. Така конфігурація орбітального угрупування дозволяє забезпечувати постійну присутність як мінімум 5 супутників з прийнятною геометрією сузір'я в зоні видимості споживача, що знаходиться в будь-якій точці Землі і навколоземного простору.

В даний час орбітальна підсистема ГЛОНАСС складається з 24 працюючих супутників і одного резервного. При цьому забезпечується безперервне навігаційне поле з постійним перебуванням 5 ... 8 супутників ГЛОНАСС в зоні видимості споживача. Характеристики спостережливості супутників ГЛОНАСС в північних широтах (\u003e 50 градусів) краще, ніж характеристики спостережливості супутників GPS.

супутник ГЛОНАСС

Виведення супутників ГЛОНАСС на орбіту здійснюється Військово-космічними силами Росії з космодрому Байконур. Носій важкого класу «ПРОТОН» виводить одночасно три супутники. До складу бортової апаратури супутника ГЛОНАСС входять навігаційний комплекс, комплекс управління, системи орієнтації, стабілізації, корекції і т. Д. Кожен супутник оснащений цезієвим стандартом часу / частоти, призначеним для формування високостабільної бортовий шкали часу і синхронізації всіх процесів в бортовій апаратурі. Бортовий комп'ютер обробляє, що надходить з ПКУ навігаційну інформацію, і перетворює її в формат навігаційного повідомлення для споживачів.

навігаційне повідомлення

Навігаційне повідомлення передається в складі навігаційного сигналу і включає в себе:

• супутникові ефемериди, частотно-часові поправки до бортової шкалою часу щодо системного часу ГЛОНАСС і UTC (SU);


• мітки часу;


• альманах системи.

Ефемериди є точні координати (x, y, z), і їх перші і другі похідні, які описують стан супутника в геоцентричної системі координат ПЗ-90. Альманах містить інформацію про всіх супутниках системи, а саме: кеплерови елементи, грубі значення тимчасових поправок до бортового часу щодо системного та ознаки справності / несправності кожного супутника.

Наземний комплекс управління

Управління орбітальної угрупованням ГЛОНАСС здійснює наземний комплекс управління (НКУ). Він включає в себе Центр управління системою (ЦУС) (р Голіцино-2, Московська область) і мережу станцій спостереження і керування, розосереджених по всій території Росії. Наземний комплекс управління здійснює збір, накопичення та обробку траєкторної і телеметричної інформації про всіх супутниках системи і видачу на кожен супутник команд управління і навігаційної інформації. Траекторная інформація періодично калібрується за допомогою лазерних далекомірів (кванто-оптичних станцій) зі складу ПКУ. Для цього супутники ГЛОНАСС оснащені лазерними відбивачами. Для правильного функціонування системи дуже важлива синхронізація всіх процесів. Для цього в складі ПКУ передбачено Центральний синхронізатор (ЦC), який являє собою високоточний водневий стандарт часу / частоти. ЦС синхронізований з Національним еталоном часу / частоти UTC (SU).

Розробка диференціальних підсистем ГЛОНАСС в Росії

Питаннями дослідження диференціального режиму навігації для системи ГЛОНАСС в Росії активно почали займатися починаючи з кінця 70-х років, практично паралельно з розробкою самої системи ГЛОНАСС. У цих роботах взяли активну участь вчені Центрального науково-дослідного інституту Військово-космічних сил, Російського науково-дослідного інституту космічного приладобудування, Російського інституту радіонавігації і часу, науково-виробничого об'єднання прикладної механіки. Однак в силу різних об'єктивних причин практична реалізація диференціального режиму навігації в Росії у вигляді диференціальних підсистем затягнулася.

Активізація робіт з диференціальних режимам навігації в Росії сталася в 1990-1991 роках. Необхідно відзначити, що зони дії деяких зарубіжних диференціальних мереж GPS частково захоплюють територію Росії і акваторії омивають її морів. Крім того, окремі зарубіжні фірми виявляють серйозний інтерес до освоєння російського ринку споживачів і розгортання своїх диференціальних мереж на території Росії. У цих умовах, зріс інтерес російських споживачів і виробників навігаційної апаратури до диференціальних режимам навігації. Тому були активно розпочато роботи зі створення диференціальних станцій різного призначення.

В даний час в Росії існують плани в створенні локальних і регіональних диференціальних підсистем, що обслуговують літаки і морські судна. З огляду на їх відомчу спеціалізацію, обумовлену в основному обраними каналами доведення коригувальних поправок до споживачів, використання цих систем іншим більш широким колом споживачів, проблематично. Тому, слід очікувати в подальшому появи намірів про створення та інших диференціальних підсистем в інтересах, наприклад, навігаційного забезпечення наземних транспортних перевезень. Таким чином, в Росії можна відзначити тенденцію до створення мережі відомчих диференціальних підсистем, орієнтованих на обслуговування споживачів певного класу. За принципом формування коректує інформації ці системи є локальними і їх робочі зони не перекривають територію Росії. Такий розвиток диференціальних підсистем шляхом простого арифметичного нарощування їх числа важко назвати економічно виправданим. Тому, після проведених досліджень був запропонований інший шлях розвитку диференціальних підсистем.

Центральним науково-дослідними нститут Військово-космічних сил спільно з Координаційною науково-інформаційним центром в 1994 році був розроблений і запропонований варіант побудови розширеної диференціальної підсистеми на території Росії з використанням інфраструктури російського наземного комплексу управління космічними апаратами. Ця широкозонна диференціальна підсистема може обслуговувати практично всіх основних споживачів системи ГЛОНАСС на території Росії. Принципи функціонування подібної розширеної системи і алгоритми формування коректує інформації були раніше розроблені і практично перевірені з використанням вимірювальної інформації, одержуваної засобами наземного комплексу управління системою ГЛОНАСС, а також в процесі спільних експериментальних робіт ЦНДІ ВКС, кницами ВКС і Російської морської навігаційно-геодезичної компанії в районах далекого Сходу і Південно-Східної Азії. В результаті аналізу стану з розвитком диференціальних підсистем в Росії і за кордоном в 1994 році стало ясно, що роз'єднане розвиток локальних і широкозонной диференціальних підсистем не відповідає сучасним вимогам. Для координації розвитку окремих диференціальних підсистем в Росії і з метою їх подальшого об'єднання в єдину (державну) диференціальну систему в 1994 році було запропоновано розробити Концепцію побудови диференціальних підсистем системи ГЛОНАСС, що знайшло своє відображення в міжвідомчій вирішенні «Про проведення робіт по створенню диференціальних підсистем різних рівнів і системи контролю цілісності ». Така концепція була спільно розроблена Військово-косміческімісіламі і Міністерством транспорту і затверджена в березні 1996 року.

Короткий опис концепції єдиної диференціальної системи

У концепції визначено, що Російська диференціальна система повинна мати трирівневу ієрархічну структуру, що включає широко-зонні ДПС, мережа регіональних ДПС, локальні ДПС. У концепції зазначено, кожен рівень РДС представляє самостійну підсистему, здатну автономно вирішувати свої завдання за призначенням. В сукупності вони повинні представляти єдину систему, що забезпечує будь-яких споживачів точної навігаційної інформацією. Перший рівень структури РДС становить широкозонна ДПС. Вона виконує функції: - збору і обробки інформації станцій спостереження, ККС другого і третього рівнів з метою оперативного уточнення параметрів регіональних моделей іоносфери, ефемерид і ЧВП КА ГЛОНАСС, а також інформації про цілісність системи; - передачі необхідної інформації широкозонной ДПС на ККС другого і третього рівнів або безпосередньо споживачам; - взаємодія із засобами ПКУ ГЛОНАСС (Центром управління системою, сектором контролю навігаційного поля). Необхідна кількість ККС1-го рівня - 3 ... 5. Кожна ККС1-го рівня є центром широкозонной ДПС. Точність визначення координат за сигналами ККС1-го рівня становить 5-10 м на удалениях від ККС 1500-2000 км. На нашу думку, створення мережі ККС1-го рівня можливо на базі існуючої інфраструктури російського наземного комплексу управління космічними апаратами, що включає пункти управління космічними апаратами, систему обміну даними, обчислювальні засоби. На користь цього свідчать такі обставини: - вимірювальні пункти і наземні об'єкти російського комплексу управління космічними апаратами розосереджені по території всієї Росії, що дозволить створити в варіанті розширеної диференціальної підсистеми диференціальне поле КНС ГЛОНАСС, що перекриває територію Росії та сусідніх країн; - в комплексі вже існує розвинена інфраструктура, система збору та обробки навігаційної інформації в інтересах управління КА різного призначення; - при функціонуванні шірокозональной ДПС найбільш просто організувати взаємодію ПКУ системи ГЛОНАСС та засобів ДПС з метою формування як коректує диференціальної інформації, так і сигналів попередження про порушення цілісності. При цьому, в інтересах широкозонной ДПС може бути також використана інформація регіональних і локальних ДПС.

Другий рівень складають регіональні (спеціалізовані) ДПС, які створюються для охоплення певних районів, економічно найбільш розвинених, з великою кількістю споживачів або обслуговування окремих класів споживачів. Районами розгортання регіональних ДПС можуть бути області з інтенсивним рухом (повітряним, морським, автомобільним, залізничним), райони зі складними метеорит-логічними умовами, райони вишукувальних робіт та ін. Точність визначень координат за сигналами ККС2-го рівня - 3 ... 10 метрів на удалениях від ККС до 500 км.

Третій рівень - це локальні ДПС, що розгортаються в окремих районах для вирішення приватних економічних, наукових та оборонних завдань. До локальних ДПС можуть бути віднесені також системи для проведення спеціальних (епізодичних) відомчих робіт, в тому числі системи з постпроцессорной обробкою спостережень. Локальні ДПС можуть бути прецизійними і забезпечувати дециметрову точність просторових визначень на відстанях до декількох десятків кілометрів. Вони також можуть створюватися в мобільних варіантах виконання. До складу ДПС3-го рівня можливе включення псевдоспутніков.

Об'єднане використання GPS і ГЛОНАСС

Характеристики GPS і ГЛОНАСС

Таблиця підсумовує особливості GPS і ГЛОНАСС, структури їх сигналів, і точності дані. Обидві системи цілком подібні. Розбіжності стосуються шести орбітальних площин для GPS проти трьох для ГЛОНАСС, з кодовим поділом проти частотного мультиплексування сигналів вибору часу. Так як ГЛОНАСС має більший орбітальний нахил, то він дає кращі результати в полярних областях.

Як показано в таблиці, кожна система передає сигнали на двох частотах. Тільки C / A код будь-який з систем доступний для цивільного використання. У ГЛОНАСС відсутня навмисне зниження точності за рахунок SA. Фактична точність будь-який з систем значно краще зазначеної і становить близько 30 метрів.

США гарантує незмінність структури сигналів на протязі 10 років, Росія - на протязі 15 років, що означає незмінність схем приймачів. Термін експлуатації супутників GPS становить 7 років, ГЛОНАСС - 5. Через фінансові труднощі підтримання працездатності російської системи залишається складним завданням.

GPS і ГЛОНАСС - автономні системи, кожна з яких має власний тимчасової стандарт. Стандарт GPS - універсальне кодоване час (UTC) американський еталон якого знаходиться в Військово-морський Лабораторії США. Масштаб часу, прийнятий ГЛОНАСС - UTC (SU), національний стандарт Радянського Союзу. Розбіжність між цими еталонами становить в даний час 2 секунди, але стабільність цієї різниці не гарантується. Так як потрібно визначення і точне вимірювання часу, користувач повинен бути здатний визначити миттєву різницю між двома стандартами часу. Завдання можна звести до оцінки місця розташування за допомогою двох наборів псевдодіапазонов, кожен з яких містить невідоме зміщення часу. Це призводить до збільшення кількості невідомих до 5. У самому крайньому випадку можна вирішувати завдання без додаткового невідомого, жертвуючи виміром діапазону між еталонами. Але оскільки об'єднане використання GPS і ГЛОНАСС має надмірну кількість інформації, такі ситуації трапляються рідко.

Дві системи висловлюють положення їх супутників і, отже, їх користувачів в різних геоцентричних системах координати. GPS заснований на системі координат WGS84; ГЛОНАСС - на SGS85. Об'єднання систем координат вимагає оцінки перетворення між ними. Експериментальні результати показують, що координати точок на землі, виражені в різних системах координат, відрізняються не більше, ніж на 20 метрів.

Малий відсоток (0,4%) користувачів GPS-21 бачить менше чотирьох супутників. У разі об'єднаного використання систем GPS + ГЛОНАСС всі користувачі бачили б принаймні вісім супутників одночасно (нагадаємо, що для оцінки місця розташування потрібні мінімум чотири супутники), а 99% користувачів бачать 10 і більшу кількість супутників, і майже половина бачать чотирнадцять і більше. Видно, що деякі користувачі не здатні оцінити своє становище, використовуючи GPS або ГЛОНАСС окремо. З об'єднаної сукупністю супутників всі користувачі мають надлишкові набори вимірювань. У наведеній гистограмме враховані тільки супутники, які розташовані значно вище горизонту (\u003e 7,5 градусів).

Точність визначення місця розташування GPS, ГЛОНАСС і при їх спільному використанні

На сьогоднішній день навігація - річ потрібна і дуже популярна. За останні кілька років навігаційні чіпи в мобільних гаджетах і іншу електроніку стали звичною справою. Існують GPS і ГЛОНАСС навігаційні системи, давайте розберемося, що являє собою кожна з них і вивчимо принципи роботи.

Що таке GPS?

GPS (розшифровується як Global Positioning System, система глобального позиціонування) - система супутникової навігації, яка забезпечує вимірювання відстані, часу і визначає місце розташування у всесвітній системі координат WGS 84. Дана система дозволяє визначати місце розташування і швидкість об'єктів практично в будь-якій точці планети (за винятком приполярних областей ).

Розробка GPS почалася в 1950-і роки минулого століття для Міністерства оборони США, проте зараз технологія використовується не тільки військовими, а й у повсякденному житті. У той час СРСР запустив перший штучний супутник Землі і американські вчені, що спостерігали за цією подією, помітили, що завдяки ефекту Доплера частота сигналу зростає при наближенні супутника і знижується при збільшенні його дистанції. Вони прийшли до висновку, що при наявності інформації про своїх точні координати на Землі можна виміряти положення та швидкість супутника, а знаючи, де знаходиться супутник - обчислити власну швидкість і координати.

Система GPS складається з штучних супутників, які обертаються на середньої орбіті Землі (супутникова система NAVSTAR, розроблена в США), і наземних станцій моніторингу, об'єднаних в загальну мережу. Супутники безперервно передають на Землю навігаційний сигнал, що включає «псевдовипадковий код», дані ефемерид (прогнозовані координати і параметри руху супутника на певний момент часу) і альманаху (дані для обчислення приблизного місця розташування супутника). Цей сигнал приймають абонентські GPS-пристрої, які на підставі отриманих відомостей обчислюють свою геопозіцію.

Один з недоліків технології GPS полягає в низькій швидкості передачі даних (до 50 біт / с) через що процес обчислення координат може займати кілька хвилин. Крім того, система GPS неефективна для визначення координат пристрою, який знаходиться в приміщенні, на території, оточеній високими будівлями, в лісах і парках, тунелях і т.д.

Що таке A-GPS?

Для усунення цих проблем і отримання можливості визначати координати будь-якого мобільного пристрою була створена технологія A-GPS (Assisted GPS). При її використанні GPS-приймач отримує дані не з супутників, а з зовнішніх джерел (як правило, це мережі стільникових операторів), причому розпізнавання сигналу A-GPS може тривати менше 2 секунд.

Авторами ідеї створення A-GPS стали інженери Джимі Сеннота і Ральф Тейлор, які в 1981 році запатентували свою розробку. Система була представлена \u200b\u200bв жовтні 2001 року в США, де почала використовуватися по мережі служби порятунку 911.

A-GPS складається з вбудованого GPS приймача і мережевих компонентів мобільної мережі. Для A-GPS передбачено два режими: A-GPS Online (основний) і A-GPS Offline (допоміжний). Перший дозволяє отримати інформацію про координати супутників при необхідності швидкого визначення геопозіціі, якщо GPS-приймач не функціонувала більше 2 годин. Другий режим прискорює час «гарячого» і «холодного» старту GPS-приймача. A-GPS-приймач оновлює альманах, ефемериди і список видимих \u200b\u200bсупутників.

Незважаючи на свою ефективність, технологія A-GPS має ряд мінусів, зокрема, функція прискореного старту не працює поза зоною дії мережі. Деякі приймачі з підтримкою A-GPS об'єднані з радіомодулем GSM і не можуть стартувати, якщо останній відключений. При цьому A-GPS приймач може стартувати без покриття GSM (GPRS). При старті модулі A-GPS споживають мало трафіку (5-7 КБ), але в разі втрати сигналу буде потрібно повторна синхронізація, що спричинить за собою підвищені енерговитрати, особливо при знаходженні в роумінгу.

Що таке ГЛОНАСС?

В даний час в світі існують дві супутникові навігаційні системи - описана вище GPS і ГЛОНАСС (Глобальна навігаційна супутникова система). По суті остання є російським варіантом GPS. За аналогією з GPS ГЛОНАСС визначає тривимірні координати (широта, висота, довгота) по всьому світу.

Початок розробки на той час радянської супутникової системи датується груднем 1976 року. У жовтні 1982 року зі висновком на орбіту ГЛОНАСС супутника «Ураган» почалося перше тестування системи. Спочатку вона замислювалася для військових потреб, але згодом стала використовуватися і для цивільних цілей. Зараз ГЛОНАСС приймачами оснащуються цивільні / військові кораблі і літаки, громадський транспорт, автомобілі екстрених служб і т.д. Сигнали ГЛОНАСС приймають не тільки GPS-приймачі, бортові навігатори, але і мобільні телефони. Дані про стан, швидкості і напрямку руху через мережу GSM-оператора відправляються на сервер збору даних.

Громадянське застосування системи ГЛОНАСС стартувало в 1993 році, в 1995 році на орбіту було запущено 24 супутники, а в 2010 році їх число зросло до 26. На розробку системи в період з 2012 по 2020 роки російський уряд виділив 320 млрд рублів, спрямованих у тому числі на створення 15 супутників «ГЛОНАСС-М» і 22 супутників «ГЛОНАСС-К». Робота над системою ГЛОНАСС була завершена в грудні 2015 року.

Супутники ГЛОНАСС обертаються на висоті 19,1 тис. Км над Землею. Приймачі ГЛОНАСС дозволяють визначити горизонтальні (з точністю 50-70 м) і вертикальні координати (70 м), вектор швидкості (з точністю 15 см / сек), час з точністю 0,7 мкс. Система використовує два типи навігаційних сигналів - відкриті зі звичайною точністю і захищені з підвищеною точністю. Перші можуть приймати будь-які приймачі ГЛОНАСС, а другі - виключно авторизовані користувачі, наприклад, обладнання ВС РФ.

Що таке ЕРА-ГЛОНАСС?

«ЕРА-ГЛОНАСС» - російська система екстреного реагування при аваріях та інших надзвичайних ситуаціях на дорозі, що дозволяє в найкоротші терміни проінформувати про подію служби екстреного реагування. «ЕРА-ГЛОНАСС» працює на базі супутникової системи ГЛОНАСС. В експлуатацію комплекс був введений в 2015 році, а з 1 січня 2017 року автовиробники зобов'язані встановлювати дану систему на свої транспортні засоби, що виходять на російський ринок. Дана система скорочує час реагування при аварії та надзвичайні ситуації, що призводить до зниження числа смертей, травматизму на дорогах і підвищення вантажних / пасажирських перевезень.

«ЕРА-ГЛОНАСС» включає в себе два компоненти: інфраструктуру оператора (навігаційно-інформаційна платформа, мережа передачі даних, мережа мобільного оператора) і пристрої, якими обладнуються транспортні засоби. У разі дорожньо-транспортної пригоди (система розпізнає різні типи зіткнення - лобове, бічне або удар ззаду), пристрій визначає ступінь тяжкості аварії, місце розташування потерпілого автомобіля на основі даних супутників систем ГЛОНАСС і / або GPS, встановлює зв'язок з системою «ЕРА-ГЛОНАСС» і передає інформацію про аварію. Сигнал має пріоритетне статусом і передається через будь-якого мобільного оператора з максимально сильним в даному місці сигналом. При цьому, якщо мережа перевантажена телефонними дзвінками, вони можуть бути перервані для передачі сигналу.

Ідея визначати місцезнаходження предметів за допомогою штучних супутників Землі прийшла в голову американцям ще в 1950-х роках. Однак підштовхнув вчених радянський супутник.

Американський фізик Річард Кершнер зрозумів, що, якщо знати координати на землі, то можна дізнатися швидкість радянського космічного апарату. З цього і почалося розгортання програми, яка згодом стала називатися GPS - система глобального позиціонування. У 1974 році на орбіту виведено перший американський супутник. Спочатку цей проект призначався для військових відомств.

Як працює геопозиціонування

Розглянемо особливості геопозиционирования на прикладі звичайного трекера. До моменту активації прилад знаходиться в режимі очікування, модуль GPS ГЛОНАСС вимкнений. Така опція передбачена для заощадження заряду акумулятора і збільшення періоду автономної роботи пристрою.

Під час активації запускаються відразу три процесу:

• приймач GPS починає аналізувати координати по вбудованій програмі. Якщо в цей момент виявляється три супутника, система вважається недоступною. Те ж саме відбувається і з ГЛОНАСС;
• якщо трекер (наприклад, навігатор) підтримує модулі двох систем, то прилад аналізує відомості, отримані від обох супутників. Потім зчитує ті відомості, які вважає достовірними;
• якщо в потрібний момент сигнали обох систем недоступні, то включається GSM. Але дані, отримані таким способом, будуть неточними.

Тому, ставлячи собі питання: що вибрати - GPS або ГЛОНАСС, вибирайте обладнання з підтримкою двох супутникових систем. Недоліки роботи однієї з них перекриє інша. Таким чином, приймача доступні сигнали одночасно з 18-20 супутників. Це забезпечує хороший рівень і стабільність сигналу, мінімізує похибки.

Вартість сервісу GPS і ГЛОНАСС-моніторингу

На остаточну вартість обладнання впливають кілька факторів:

• країна виробник;
• які системи навігації використовуються;
• якість матеріалів і додаткові функції;
• обслуговування ПЗ.

Самий бюджетний варіант - обладнання китайського виробництва. Ціна починається від 1000 руб. Однак якісного обслуговування не варто очікувати. За такі гроші власник отримає обмежений функціонал і недовгий термін служби.

Наступний сегмент обладнання - європейські виробники. Сума стартує від 5000 руб., Але натомість покупець отримує стабільний програмне забезпечення і розширені функції.

Російські виробники пропонують цілком рентабельне оснащення за розумні гроші. Ціни на вітчизняні трекери починаються з 2500 руб.

Окрема стаття витрат - абонентська плата і оплата додаткових послуг. Щомісячна плата для вітчизняних компаній - 400 руб. Європейські виробники відкривають додаткові опції за додаткову "монету".

Доведеться заплатити і за монтаж обладнання. В середньому, установка в сервісному центрі обійдеться в 1500 рублів.

Переваги та недоліки ГЛОНАСС і GPS

Тепер розглянемо плюси і мінуси кожної системи.

Сателіти GPS майже не з'являються в південній півкулі, в той час як ГЛОНАСС передає сигнал в Москву, Швецію і Норвегію. Чіткість сигналу вище у американської системи завдяки 27 активним супутникам. Різниця в похибки "грає на руку" супутникам США. Для порівняння: неточність ГЛОНАСС - 2,8 м, у GPS - 1,8 м. Однак це усереднений показник. Чистота обчислень залежить від положення супутників на орбіті. У деяких випадках апарати шикуються так, що ступінь прорахунку збільшується. Така ситуація виникає в обох систем.

резюме

Так що ж переможе в порівнянні GPS vs ГЛОНАСС? Строго кажучи, цивільним користувачам неважливо, які супутники використовує їх навігаційна техніка. Обидві системи безкоштовні і знаходяться у відкритому доступі. Розумним рішенням розробників стане взаємна інтеграція систем. В такому випадку в "поле зору" трекера буде знаходитися необхідна кількість апаратів навіть при несприятливих погодних умовах і перешкодах у вигляді висотних будівель.

GPS і ГЛОНАСС. Відео по темі

Для визначення місця розташування в даний час найбільш широке застосування знайшли глобальні навігаційні супутникові системи (ГНСС): російська ГЛОНАССі американська GPS.

В першу чергу це пов'язано з доступністю і мініатюризацією пристроїв навігації. Персональний навігатор сьогодні став таким же звичним пристроєм, як мобільний телефон або комп'ютер.

Крім того, ГНСС володіють високою точністю визначення навігаційних параметрів і мають глобальне покриття.

Принцип роботи ГНСС

Принцип визначення місця розташування споживача досить простий, як все геніальне. Знаючи розташування супутників (інформація міститься в навігаційному сигналі супутника) і відстань до них можна шляхом нескладних алгебраїчних обчислень однозначно визначити своє місце розташування в деякій тривимірної системі координат. В ідеалі, щоб отримати три координати споживача, досить знати інформацію про трьох навігаційних космічних апаратах (НКА).

Однак, не все так просто виявляється на практиці. Вся справа в тому, що в ГНСС реалізований принцип беззапитним вимірювань дальності, тобто визначається час проходження інформаційного сигналу від супутника до споживача. А для того, щоб цей час визначити з високою точністю необхідно синхронізувати годинник супутника і навігаційної апаратури споживача (НАП). У зв'язку з цим для знаходження координат і неузгодженості годин НАП і ГНСС необхідно знати параметри не менше ніж про 4-х супутниках.

Космічний сегмент ГЛОНАСС є орбітальне угруповання з 24 НКА, розташованих в трьох площинах по 8 супутників в кожної з висотою орбіти 19100 км і нахилом - 64,8 °. Крім того, в кожній площині повинен знаходитися один резервний супутник. НКА випромінюють радіосигнали на власних частотах.

Наземний сегмент складається з космодрому, командно-вимірювального комплексу та центру управління.

Ну і нарешті сегмент, який представляє найбільший інтерес споживача, - призначений для користувача, в який входить НАП.

ГНСС сьогодні

Сучасні вітчизняні приймачі цивільного застосування, встановлюються на НАП транспортних засобів, працюють за сигналами ГЛОНАСС (L1-діапазон, СТ-код) і GPS (L1, С / А-код) і дозволяють визначати (за рівнем імовірності 0,95 при значенні геометричного фактора не більше 3):

координати в плані з похибкою не більше 10 м і по висоті - не більше 15 м;

планову швидкість з похибкою не більше 0,15 м / с.

На сьогоднішній момент застосування односистемних приймачів ГНСС в НАП (тільки ГЛОНАСС або тільки GPS) практично зійшло нанівець. В першу чергу це пов'язано з тим, що в умовах сучасного міського ландшафту неминуче затінення радиовидимости супутників. Прикладом є робота НАП поблизу стіни будинку, коли фізично половина небосхилу закрита. В кінцевому рахунку це призводить до того, що можливості по точному позиціонуванню об'єкта знижуються, а іноді стає неможливим. Використання двох навігаційних систем покращує і розширює можливості для споживачів.

В таких умовах використання ГЛОНАСС спільно з GPS істотно підвищує надійність і достовірність роботи НАП за визначенням координат.

Супутникові системи позиціонування і навігації, спочатку розроблялися для військових потреб, останнім часом знаходять широке застосування в цивільній сфері. GPS / ГЛОНАСС моніторинг транспорту, спостереження за потребують опіки людьми, контроль переміщень співробітників, стеження за тваринами, відстеження багажу, геодезія і картографія - це основні напрямки використання супутникових технологій.

В даний час існує дві глобальні системи супутникового позиціонування, створених в США і РФ, і дві регіональних, що охоплюють Китай, країни Євросоюзу і ще ряд країн Європи та Азії. У Росії доступний ГЛОНАСС моніторинг і GPS моніторинг.

Системи GPS і ГЛОНАСС

GPS (Global Position System, Глобальна система позиціонування) - це супутникова система, розробка якої почалася в Америці з 1977 року. ДО 1993 програму розгорнули, а до липня 1995 - домоглися повної готовності системи. В даний час космічна мережа GPS складається з 32 супутників: 24 основних, 6 резервних. Вони обертаються навколо Землі по середньовисокі орбіті (20 180 км) в шести площинах, по чотири основних супутника в кожній.

На землі розташована головна контрольна станція і десять станцій спостереження, три з яких передають супутникам останнього покоління коректувальні дані, а ті розподіляють їх на всю мережу.

Розробка системи ГЛОНАСС (Глобальної навігаційної супутникової системи) розпочато ще в СРСР в 1982 році. Про завершення робіт заявили в грудні 2015 року. Для роботи ГЛОНАСС потрібно 24 супутника, для покриття території і РФ досить 18, а загальне число супутників, що знаходяться в даний момент на орбіті (включаючи резервні) - 27. Вони також рухаються по середньовисокі орбіті, але на меншій висоті (19 140 км), в трьох площинах, по вісім основних супутників в кожній.

Наземні станції ГЛОНАСС розташовані в Росії (14), Антарктиді і Бразилії (по одній), намічається розгортання ряду додаткових станцій.

Попередником системи GPS була система Transit, розроблена в 1964 році для управління запуском ракет з підводних човнів. Вона могла визначити місцезнаходження виключно нерухомих об'єктів з точністю до 50 м, а єдиний супутник перебував в полі видимості всього одну годину на добу. Програма GPS раніше носила назви DNSS і NAVSTAR. В СРСР створення навігаційної супутникової системи велося з 1967 року в рамках програми «Циклон».

Основні відмінності сістемs моніторингу ГЛОНАСС від GPS:

• американські супутники рухаються синхронно із Землею, а російські - асинхронно;
• різна висота і кількість орбіт;
• різний кут їх нахилу (близько 55 ° для GPS, 64,8 ° для ГЛОНАСС);
• різний формат сигналів і робочі частоти.

Переваги системи GPS

• GPS - найстаріша з існуючих систем позиціонування, приведена в повну готовність раніше російської.
• Надійність обумовлена \u200b\u200bвикористанням більшого числа резервних супутників.
• Позиціонування відбувається з меншою похибкою, ніж у ГЛОНАСС (в середньому 4 м, а для супутників останнього покоління - 60-90 см).
• Безліч пристроїв підтримує систему.

Переваги системи ГЛОНАСС

• Положення асинхронних супутників на орбіті більш стабільне, що полегшує управління ними. Регулярне внесення коректив не потрібно. Дана перевага важливо для фахівців, а не споживачів.
• Система створена в Росії, тому забезпечує впевнений прийом сигналу і точність позиціонування в північних широтах. Це досягається за рахунок більшого кута нахилу супутникових орбіт.
• ГЛОНАСС - це вітчизняна система, і залишиться доступною для росіян в разі відключення GPS.

Недоліки системи GPS

• Супутники обертаються синхронно обертанню Землі, тому для точного позиціонування потрібна робота коригувальних станцій.
• Низький кут нахилу не забезпечує хорошого сигналу і точного позиціонування в полярних областях і високих широтах.
• Право управління системою належить військовим, а вони можуть спотворювати сигнал або взагалі відключити GPS для цивільних осіб або для інших країн в разі конфлікту з ними. Тому хоча GPS для транспорту точніше і зручніше, а ГЛОНАСС - надійніше.

Недоліки системи ГЛОНАСС

• Розробка системи почалася пізніше і до недавнього часу велася зі значним відставанням від американців (криза, фінансові зловживання, розкрадання).
• Неповний комплект супутників. Тривалість служби російських супутників нижче, ніж американських, вони частіше потребують ремонту, тому точність навігації в ряді областей знижується.
• Супутниковий моніторинг транспорту ГЛОНАСС дорожче, ніж GPS через високу вартість пристроїв, адаптованих до роботи з вітчизняною системою позиціонування.
• Недолік програмного забезпечення для смартфонів, КПК. Модулі ГЛОНАСС проектували для навігаторів. Для компактних портативних пристроїв на сьогоднішній день найбільш поширений і доступний варіант - це підтримка GPS-ГЛОНАСС або тільки GPS.

резюме

Системи GPS і ГЛОНАСС є взаємодоповнюючими. Оптимальне рішення - це супутниковий GPS-ГЛОНАСС моніторинг. Пристрої з двома системами, наприклад, GPS-маркери з ГЛОНАСС-модулем «М-Плата» забезпечують високу точність позиціонування і впевнену роботу. Якщо для позиціонування виключно по ГЛОНАСС похибка в середньому становить 6 м, а для GPS - 4 м, то при використанні двох систем одночасно вона знижується до 1,5 м. Але такі прилади з двома мікрочіпами коштують дорожче.

ГЛОНАСС розроблена спеціально для російських широт і потенційно здатна забезпечити високу точність, через її недоукомплектованість супутниками реальну перевагу поки на боці GPS. Плюси американської системи - це доступність і широкий вибір пристроїв з підтримкою GPS.