Особенности спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС

Вначале она была создана для использования в военной отрасли, теперь же может служить и предприятиям на коммерческой основе и даже обычным автолюбителям. Такое российское изобретение способно точно узнать нахождение объекта в пространстве с минимальными погрешностями. Для подобного позиционирования требуется специальное оборудование. Оно благодаря наземной инфраструктуре имеет связь с сетью спутников, которые находятся на околоземной орбите. ГЛОНАСС расшифровывается как Глобальная Навигационная Спутниковая Система.

Теперь переходим к самой специфике работы. Есть задача — необходимо узнать, где именно расположен объект. На него устанавливается терминал — такое приемно-передающий механизм. Для определения местонахождения предмета он подает запрос на спутники (всего их 24, как и у GPS). Если ответят более четырех спутников, то это будет идеально для получения наиболее точных цифр. Данные ответы поступают в терминал, его программный комплекс которого анализирует их, учитывает время задержки, допустимое для каждого из спутников. Таким образом, посредством сложного анализа полученной информации определяются координаты. Возможно даже отследить скорость движения объекта.

Следует сравнить ее с соперником GPS. Работа над этой системой глобального позиционирования началась в США примерно в начале 80-х годов XX столетия, когда в СССР начали работать над своей. Они, обе системы, работают почти одинаково, по 24 спутника у обеих, погрешность тоже практически одна. Но и без отличий не обошлось. У российских спутников три орбиты, они покрывают всю территорию Российской Федерации и две трети мира. Что касается американских - четыре орбиты и около 100% покрытия земли. Категорично нельзя сказать, какая из навигационных систем выигрывает. Огромным плюсом является то, что с ними обеими может функционировать оборудование для удаленного позиционирования. Главные различия между ними — методы кодировки и формат передаваемого спецсигнала (CDMA, FDMA).

CDMA-GPS

В американской системе существует 2 частоты передачи, присутствует кодовое разделение каналов и всем спутникам назначаются свои индивидуальные коды. Благодаря им принимающее устройство на земле улавливает разные сигналы. Аппараты передают сведения на одних и тех же частотах — L1 и L2. Они модулируются навигационным сообщением. Новые модели небесных объектов передают служебную информацию и на частоте L5.

Есть спутники с кодами С/А, которые открыты всем пользователям мира. Здесь имеется возможность умышленного занижения точности определения координат над конкретными районами по коду С/А до уровня 100м. Оно вводится по особому решению властей США.

FDMA-GLONASS

Здесь существует 2 вида частот. Каждый из спутников отправляет сообщение на своей частоте, оно передается как два фазоманипулированных сигнала. Другими словами, нужные сведения накладываются на частоту путем инверсии фазы на 180 градусов. Частоты называются первой (L1) и второй (L2) несущей. Сигнал в диапазоне L1 схож C/A-коду в GPS и открыт для всех пользователей в зоне видимости этих спутников. Сигнал в диапазоне L2 существует для военных и специальных сфер, и его структура не раскрывается. В диапазоне L1 сигнал очень похож на C/A-код и открыт всем потребителям, а в диапазоне L2 структура сигнала скрытна, соответственно, он рассчитан только для военных и специальных областей.

Galileo

Существует международная программа, разработку которой координирует ЕКА (Европейское космическое агентство). Планировалось, что к 2020 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.

Применение

Главная функция ГЛОНАСС — транспортная навигация. Как это оборудование работает: на план местности накладываются нужные координаты и указывают наилучший путь движения к назначенному пункту. Также в этой сфере существует мониторинг. Множество автопарков должны следить за движением своих ТС (автобусов, грузовиков) по маршрутным картам, контролировать использование топлива. Поэтому к машинам крепятся терминалы, подключенные к программному обеспечению, и, таким образом, можно видеть расположение той или иной машины. Помимо этого, можно понять, было ли отклонение от маршрута, скорость езды, расстояние и время, считывать датчики с автомобиля. Он оснащается видеокамерой, системой голосовой связи, датчиком топлива и зажигания. Есть и беспилотные автомобили, которыми важно управлять на расстоянии. Для этого нужны специальные управляющие элементы, и они уже начинают производиться и проходить испытания. По прогнозам экспертов, в скором времени ожидается рост количества дорожных беспилотников. В машине возможно установить ГЛОНАСС-трекер, который будет сигнализировать владельцу, если вдруг координаты его транспортного средства изменятся.

Еще одна область применения — экстренное оповещение об аварии. Транспортное средство оснащается терминалом ЭРА-ГЛОНАСС (включает в себя динамик и микрофон) с возможностью работы в мобильной сети и кнопка для вызова оператора. Назначение системы — оповестить службы экстренного реагирования об автостолкновении и передать им место и время ДТП. Как функционирует ЭРА. Сообщение о тревоге может быть отправлено автоматически при срабатывании датчика удара, либо в ручном режиме, т.е. сам водитель может нажать кнопку. Когда сигнал поступает в колл-центр, сотрудник ЭРЫ связывается с машиной для уточнения, не ложный ли вызов. В случае подтверждения факта ДТП, данные передаются специальным службам. Благодаря такой специфике происходит оптимизация времени от несчастного случая до прибытия спасательных служб и снижение статистики дорожной смертности. Система высоконадежна: установка снабжена независимыми источниками питания, это значит, что при при отключении питания в ТС она продолжает работу еще несколько часов. В тех местах, где есть мобильная сеть, SIM-карта в установке дает устойчивую сотовую связь. Эффективные антенны обеспечивают бесперебойную связи со спутниками GLONASS. Есть два варианта передачи координат: по GPRS (нормальный сигнал) и отправка служебных смс (плохое качество связи). Нужно отметить, что разговор со специалистом и вызов помощи абсолютно бесплатны.

Что передает

Устройства Вызова Экстренных Оперативных Служб, УВЭОС, устанавливаются всех автомобилях на территории РФ в обязательном порядке. Все новые машины сразу на производстве снабжаются тревожными кнопками, а в случае импорта собственник должен за свои средства всеми необходимыми установками. В противном случае, ездить на таком ТС запрещено. Производители утверждают, что терминал получает и сообщает следующие показатели:

• место аварии;
• скорость;
• вид сигнала (или это удар, или переворот);
• все сведения о машине (марка, тип двигателя, номер);
• сколько пристегнутых ремней безопасности.

Геодезическая область

Расскажем о двух методологиях получения координат месторасположения: абсолютный и дифференциальный. Нет разницы, какая именно спутниковая система в работе (ГЛОНАСС, GPS, Galileo), оба метода неизменны. Первый заключается в применении одного ГНСС-приемника, он регистрирует дальность до спутников системы. Погрешность определения координат составляет порядка нескольких метров (не более 15м). При дифференциальном методе используются уже два приемника, один (опорный) размещен на точке с известными координатами, второй (подвижный) — на неизведанной точке. Точность второго метода выше первого.

Геодезия является точной наукой, соответственно, она предъявляет требования к подлинности определений координат. Геодезические ГНСС-приемники имеют два инструмента – интегрированная антенное устройство с приемником и метод соединения кабелем антенны и приемника.

Подытожим, глонасс — это отличная программа, позволяющая не заплутать на неизвестном пути. Но ее возможности более многогранны. Ей может пользоваться и обычный автомобилист, и высшее руководство коммерческой организации с большим количеством машин. На сегодняшний день персональная навигация стала обыденным делом. Все современные гаджеты снабжены спутниковыми приемниками: фотокамеры, телефоны, планшеты, умные часы. Спортсмены имеют возможность записывать свои тренировки, путешественники прибегают к смартфонам или навигаторам, чтоб для ориентирования на местности. Для людей, у которых ограниченные возможности, теперь есть возможность добраться до нужного им места с помощью определенных приложений, которые сообщают им голосовые команды, либо сообщения. Если же станет плохо на улице — спутниковая навигационная система глонасс придет на помощь, тоже удастся быстро вызвать помощь. Для родителей это тоже палочка-выручалочка – они всегда смогут узнать, где находится их ребенок, что способствует спокойствию первых и безопасности вторых.