Danas je teško pronaći područje društveno-ekonomskog razvoja u kojem se ne bi mogle koristiti usluge satelitske navigacije. Najrelevantnija primena GLONASS tehnologija ostaje u transportnoj industriji, uključujući pomorsku i rečnu plovidbu, vazdušni i kopneni transport. Istovremeno, prema procjenama stručnjaka, oko 80% navigacijske opreme koristi se u drumskom saobraćaju.

GROUND TRANSPORT

Jedno od glavnih područja primjene satelitske navigacije je praćenje transporta. Ova usluga je najvažnija za industrijska, građevinska i transportna preduzeća. Navigacijska oprema koja prima signale iz GLONASS sistema omogućava određivanje lokacije vozila, očitavanja mjernih senzora mogu osigurati kako sigurnost prijevoza putnika, tako i pogodnost i optimizaciju rada komercijalnih vozila, te eliminirati njegovu zloupotrebu. Implementacija sistema omogućava vlasnicima voznih parkova da smanje troškove održavanja za 20-30% za 4-6 mjeseci.

Jedna od tehnologija implementiranih u Rusiji zasnovana na satelitskoj navigaciji je Inteligentni transportni sistem (ITS). Uključuje praćenje prevoza opasnih, velikih i teških tereta, praćenje rasporeda rada i odmora vozača, upravljanje i otpremu prevoza putnika i informisanje putnika u gradskom prevozu.

Efikasnost korišćenja usluga satelitske navigacije u kopnenom saobraćaju može se oceniti prema sledećim kriterijumima:

• smanjenje broja saobraćajnih nezgoda, kao i smrtnih slučajeva i povreda u saobraćajnim nesrećama, smanjenje vremena reagovanja na saobraćajne nezgode;
• smanjenje vremena putovanja, povećanje atraktivnosti javnog prevoza;
• poboljšanje kvaliteta trošenja budžetskih sredstava.

Prema mišljenju stručnjaka, zbog uvođenja inteligentnih transportnih sistema, rast ruskog BDP-a mogao bi dostići 4-5% godišnje.

Gradski i javni prevoz teritorija Altaja, Krasnodara, Krasnojarska, Stavropolja, Habarovska, Astrahana, Belgoroda, Vologde, Kaluge, Kurgana, Magadana, Moskve, Nižnjeg Novgoroda, Novosibirska, Penze, Rostova, Samare opremljeni su nadzorom i navigacijom i informacionim tehnologijama. baziran na uslugama GLONASS sistema, Saratov, Tambov, Tjumenske oblasti, Moskva, republike Mordovija, Tatarstan, Čuvašija. U Rusiji kao celini, ITS elementi su implementirani i efikasno funkcionišu u više od 100 gradova.

POTRAGA I SPASAVANJA

Oprema koja prima signale sa navigacionih satelita postavljena je na vozila hitne pomoći, kao i vozila Ministarstva za vanredne situacije. Podrška za koordinaciju vremena zasnovana na satelitskim podacima omogućava timovima ljekara i spasilaca da brže stignu na mjesta hitne pomoći kako bi pružili pomoć žrtvama. Pomoću GLONASS-a prati se lokacija i kretanje grupa vatrogasaca.

Jedan od ilustrativnih primjera korištenja globalne satelitske navigacije u interesu spašavanja ljudskih života je ERA-GLONASS sistem (reagovanje u hitnim slučajevima u slučaju nesreća). Njegov glavni zadatak je utvrditi činjenicu saobraćajne nesreće i prenijeti podatke na server za odgovor. Ako se automobil sudari, navigacijski i telekomunikacijski terminal instaliran na njemu automatski određuje koordinate, uspostavlja vezu sa serverskim centrom sistema za praćenje i prenosi podatke o nesreći putem kanala celularne komunikacije operater. Ovi podaci omogućavaju da se utvrdi priroda i težina nesreće i da se hitno reaguje hitna pomoć. Korištenje podataka globalnog navigacijskog satelitskog sistema putem ERA-GLONASS-a može značajno smanjiti stopu smrtnosti od ozljeda uzrokovanih prometnim nesrećama.

Još jedno područje primjene GLONASS-a u interesu spašavanja ljudskih života je kombinacija globalne satelitske navigacije sa međunarodnim sistemom traganja i spašavanja COSPAS-SARSAT. Ova funkcija je obezbeđena na najnovijoj generaciji navigacionih letelica Glonass-K. Već u fazi testiranja leta, satelit Glonass-K broj 11 u martu 2012. godine je preko repetitora ovog sistema odašiljao signal pomoći o srušenom kanadskom helikopteru, zahvaljujući čemu je posada spasena.

LIČNA NAVIGACIJA

Čipseti sa GLONASS navigacionim prijemnicima koriste se u pametnim telefonima, tabletima, digitalnim fotoaparatima, fitnes uređajima, nosivim trekerima, laptop računarima, navigatorima, satovima, naočarima i drugim uređajima. Lična navigacija postaje glavna oblast primjene tehnologija satelitske navigacije.

Upotreba GNSS tehnologija doprinijela je nastanku potpuno novih sportskih aktivnosti i aktivnosti na otvorenom. Primjer za to je geocaching - turistička igra koja koristi satelitske navigacijske sustave, čija je svrha pronalaženje cachea koje su sakrili drugi sudionici igre. Još jedan novi sport geografskog označavanja je trka po zemlji pomoću unaprijed određenih satelitskih koordinata.

Obećavajuće područje za korištenje GLONASS tehnologija su društveni sistemi koji pružaju pomoć osobama sa invaliditetom ili maloj djeci. Koristeći navigacijsku opremu sa glasovnim interfejsom, slijepa osoba može odrediti svoj put do trgovine, klinike itd. Vlasnici takvih uređaja mogu, u slučaju opasnosti ili naglog pogoršanja zdravlja, uzrokovati hitna pomoć pritiskom na dugme za paniku. Lični satelitski tragač može pomoći roditeljima da prate lokaciju svog djeteta na mreži kako bi pratili njihovu sigurnost.

AVIATION

U vazduhoplovstvu, navigacioni prijemnici su integrisani u sisteme vazdušne navigacije na brodu koji obezbeđuju navigaciju na ruti i prilaze za sletanje u teškim vremenskim uslovima. Satelitska navigacija je od velikog značaja za obezbeđivanje sletanja malih aviona na neopremljene aerodrome. Navigacijski sistemi bazirani na GLONASS-u povećavaju sigurnost helikopterske navigacije i povećavaju tačnost navigacije bespilotnih letjelica.

VODENI TRANSPORT

Upotreba GNSS tehnologija u morske/riječne svrhe u Rusiji se približava 100%. Kapacitet ruskog tržišta procjenjuje se na 18.560 jedinica vodnog transporta, uključujući teretne i putničke riječne i morske brodove. GLONASS tehnologije se koriste u navigaciji prilikom vođenja plovila i manevrisanja u teškim uslovima (pretvore, luke, kanali, tjesnaci, ledeni uslovi), plovidbi na unutrašnjim plovnim putevima, praćenju i računovodstvu flote, te operacijama spašavanja.

Porast prometa duž Sjevernog morskog puta, koji može značajno smanjiti vrijeme dostave robe iz azijsko-pacifičke regije u Evropu, dovodi do povećanja intenziteta plovidbe u području s izuzetno oštrim klimatskim uvjetima. U uslovima nevremena i guste magle, bez satelitske navigacije teško je osigurati sigurnost brodskog saobraćaja.

GEODEZIJA I KARTOGRAFIJA

GLONASS tehnologije se koriste u gradskom i zemljišnom katastru, planiranju i upravljanju teritorijalnim razvojem, te za ažuriranje topografskih karata. Upotreba GLONASS tehnologija ubrzava i smanjuje troškove izrade karata i njihovog ažuriranja - u nekim slučajevima nema potrebe za skupim snimanjem iz zraka ili zahtjevnim topografskim snimanjem. U Ruskoj Federaciji, trenutni obim tržišta geodetske opreme zasnovane na GNSS-u procjenjuje se na 2,3 hiljade jedinica.

OKOLIŠ

Naučna zajednica aktivno koristi navigacijske podatke za posmatranja i istraživanja Zemlje. GLONASS promoviše razvoj metoda i alata dizajniranih za rješavanje fundamentalnih problema geodinamike, formiranja Zemljinog koordinatnog sistema, izgradnje modela Zemlje, mjerenja plime i oseke, struja i nivoa mora, određivanja i sinhronizacije vremena, lokalizacije izlivanja nafte i rekuperacije zemljište nakon odlaganja opasnog otpada.

Navigacijski signali sa GLONASS svemirskih letjelica igraju važnu ulogu u proučavanju seizmičkih procesa. Koristeći satelitske podatke, moguće je preciznije snimiti procese pomjeranja tektonskih ploča nego putem zemaljske opreme. Osim toga, poremećaji u jonosferi, snimljeni pomoću navigacionih satelita, daju naučnicima podatke o približavanju kretanja zemljine kore. Dakle, globalna satelitska navigacija omogućava predviđanje potresa i minimiziranje njihovih posljedica za ljude. Tehnologije zasnovane na GLONASS-u takođe pomažu u praćenju puteva i željeznica u područjima podložnim lavinama u planinskim područjima.

SPACE NAVIGACIJA

U svemirskoj industriji, GLONASS tehnologije se koriste za praćenje lansirnih vozila, visoko precizno određivanje orbite svemirskih letjelica, određivanje orijentacije letjelice u odnosu na Sunce, te za precizno posmatranje, kontrolu i određivanje ciljeva raketnih odbrambenih sistema.

Konkretno, sljedeća oprema opremljena je opremom za satelitsku navigaciju GLONASS ili GLONASS/GPS: lansirna raketa Proton-M, raketa-nosač Sojuz, Breeze, Fregat, DM gornji stepen i svemirska letjelica Meteor-M, „Jonosfera“. , “Canopus-ST”, “Condor-E”, “Bars-M”, “Lomonosov”, kao i željeznički mobilni kompleksi koji se koriste za transport lansirnih vozila i komponenti raketnog goriva.

U svemirskoj industriji veliki broj projekata zahteva visoko precizno poznavanje orbita svemirskih letelica pri rešavanju problema daljinske detekcije Zemlje, izviđanja, mapiranja, praćenja ledenih stanja, vanrednih situacija, kao i u oblasti proučavanja Zemlje. i svjetskog oceana, izgradnjom visokopreciznog dinamičkog modela geoida, visokopreciznih dinamičkih modela jonosfere i atmosfere. Istovremeno, potrebna je tačnost poznavanja položaja objekata na nivou od nekoliko centimetara posebnim metodama za obradu mjerenja GLONASS sistema sa prijemnika koji se nalaze na letjelici mogu uspješno riješiti ovaj problem.

IZGRADNJA

U Rusiji se GLONASS tehnologije koriste u praćenju građevinske opreme, kao i praćenju pomaka kolovoza, praćenju deformacija linearnih stacionarnih objekata iu sistemima upravljanja opremom za izgradnju puteva.

Usluge satelitske navigacije pomažu u određivanju lokacije geografskih objekata sa centimetarskom preciznošću pri polaganju naftovoda i gasovoda, dalekovoda i razjašnjavanju parametara terena prilikom izgradnje zgrada i objekata i izgradnje puteva. Prema mišljenju domaćih i stranih stručnjaka, upotreba GLONASS-a povećava efikasnost građevinskih i katastarskih radova za 30-40%.

Upotreba GLONASS usluga omogućava vam da brzo prenosite informacije o stanju složenih inženjerskih konstrukcija i potencijalno opasnih objekata, kao što su brane, mostovi, tuneli, industrijska preduzeća i nuklearne elektrane. Uz pomoć satelitskog praćenja, stručnjaci dobivaju pravovremene informacije o potrebi za dodatnom dijagnostikom ovih struktura i njihovom popravkom.

KOMUNIKACIJSKI SISTEMI

GLONASS se koristi za privremeno evidentiranje monetarnih transakcija u trgovanju dionicama, valutama i robom. Kontinuiran i tačan način evidentiranja transfera i mogućnost njihovog praćenja je osnova rada međunarodnih trgovinskih sistema za međubankarsko trgovanje. Najveće investicione banke koriste GLONASS za sinhronizaciju računarskih mreža svojih odeljenja širom Rusije. Ujedinjena MICEX-RTS berza koristi GLONASS vremenske signale za precizno evidentiranje kotacija prilikom obavljanja transakcija. GLONASS oprema, koja se koristi u interesu telekomunikacione infrastrukture, pruža rešenja za probleme sinhronizacije komunikacionih mreža.

ORUŽJE

Sistem GLONASS je od posebnog značaja za efikasnost rešavanja problema od strane Oružanih snaga i specijalnih korisnika. Sistem se koristi za rešavanje problema koordinatno-vremenske podrške za sve vrste i rodove trupa, uključujući i za povećanje efikasnosti upotrebe visokopreciznog oružja, bespilotnih letelica, operativni menadžment trupe.

Članak o GLONASS i GPS sistemima: karakteristike satelitskih sistema, njihove karakteristike i komparativna analiza. Na kraju članka nalazi se video o principima rada GPS-a i GLONASS-a.

Sada su sfere utjecaja podijeljene između ruskog GLONASS-a, američkog GPS-a (Global Positioning System) i kineskog BeiDoua, koji postepeno uzima maha. Izbor sistema za vaš automobil može biti određen patriotskim motivima, ili može biti zasnovan na kompetentnom odmeravanju prednosti i mana ovih razvoja.

Osnove satelitskih komunikacija

Svrha svakog satelitskog sistema je da odredi tačnu lokaciju bilo kog objekta. U kontekstu automobila, ovaj zadatak se izvodi putem posebnog uređaja koji pomaže u uspostavljanju koordinata na tlu, poznatog kao navigator.

Sateliti koji komuniciraju sa određenim navigacionim sistemom šalju mu lične signale koji se međusobno razlikuju. Da bi jasno odredio prostorne koordinate, navigatoru su potrebne samo informacije od 4 satelita. Dakle, ovo nije jednostavan automobilski gadget, već jedan od elemenata složenog mehanizma za pozicioniranje prostora.

Kako se automobil kreće, koordinate se stalno mijenjaju. Stoga je navigacijski sistem dizajniran tako da u određenim redovnim intervalima ažurira primljene podatke i preračunava udaljenost.

Prednost savremeni sistemi je da imaju mogućnost da pamte lokaciju satelita čak i kada su isključeni. Ovo značajno povećava efikasnost uređaja, kada nema potrebe da svaki put ponovo pronalazite orbitu satelita. Za vozače koji redovno pristupaju navigatoru, programeri su omogućili funkciju "vrućeg pokretanja" - najbržu moguću vezu između uređaja i satelita. Ako rijetko koristite navigator, početak će biti „hladno“, odnosno u ovom slučaju će veza sa satelitom trajati duže, od 10 do 20 minuta.

Kreiranje sistema

Iako je prvi Zemljin satelit bio sovjetski razvoj, to je bio Američki GPS. Naučnici su primijetili promjene u satelitskim signalima u zavisnosti od njihovog kretanja u orbiti. Zatim su razmišljali o metodi za izračunavanje ne samo koordinata samog satelita, već i zemaljskih objekata koji su na njemu povezani.

Godine 1964. u rad je počeo isključivo vojni navigacijski sistem pod nazivom TRANZIT, koji je postao prvi svjetski razvoj ovog nivoa. Olakšalo je lansiranje projektila s podmornica, ali je izračunalo tačnost lokacije objekta samo na udaljenosti od 50 metara. Osim toga, ovaj objekt je morao ostati apsolutno nepomičan.

Postalo je jasno da se prvi i u to vrijeme jedini navigator na svijetu nije mogao nositi sa zadatkom stalnog određivanja koordinata. To je bilo zbog činjenice da je satelit, dok je prolazio u niskoj orbiti, mogao poslati signal na Zemlju samo sat vremena.

Sljedeća, modernizirana verzija pojavila se 3 godine kasnije, zajedno sa novim satelitom Timation-1 i njegovim bratom Timation-2. Zajedno su se podigli na višu orbitu i spojili u jedan sistem pod nazivom Navstar. Počeo je kao vojni razvoj, ali je onda donesena odluka da se učini javno dostupnim za potrebe civilnog stanovništva.

Ovaj sistem je i dalje u funkciji, sa 32 satelita u svom arsenalu, pružajući potpunu pokrivenost Zemlje. Još 8 uređaja je u rezervi za neki nepredviđeni događaj. Krećući se na značajnoj udaljenosti od planete u nekoliko orbita, sateliti završe svoju revoluciju za skoro jedan dan.

Gotovo domaći GLONASS sistem počeo da radi još u danima Unije - moćne sile sa izvanrednim naučnim umovima. Lansiranje veštačkog satelita u orbitu pokrenulo je rad na projektovanju sistema za pozicioniranje.

Prvi sovjetski satelit, rođen 1967. godine, trebao je biti jedini dovoljan za izračunavanje koordinata. Ali ubrzo se u svemiru pojavio čitav sistem opremljen radio predajnicima, poznat stanovništvu kao Cikada, a vojska ga je nazvala Ciklon. Njegov zadatak je bio da identifikuje objekte u nevolji, što je radio do pojave GLONASS-a 1982. godine.

Sovjetski Savez je uništen, zemlja je bila u teškom stanju i nije mogla pronaći rezerve da dovede sistem visoke tehnologije do ostvarenja. Čitav sistem uključivao je 24 satelita, ali zbog finansijskih poteškoća skoro polovina njih nije funkcionisala. Stoga se u to vrijeme, 90-ih, GLONASS nije mogao ni približiti GPS-u.

Danas ruski programeri namjeravaju sustići i prestići svoje američke kolege, što već potvrđuje bržu revoluciju naših satelita oko Zemlje. Iako je istorijski ruski satelitski sistem značajno zaostajao za američkim, ovaj jaz se iz godine u godinu smanjuje.

Prednosti i nedostaci

Na kom nivou su sada oba sistema? Koju bi prosječna osoba trebala preferirati za svoje svakodnevne zadatke?

Uglavnom, mnoge građane nije briga kakvu vrstu satelitske navigacije koristi njihova oprema. Oba su dostupna bez ograničenja i naknada za sve civilno stanovništvo, uključujući i za upotrebu u automobilu. Ako gledamo sa tehničke tačke gledišta, švedska satelitska kompanija je zvanično objavila prednosti GLONASS-a, koji mnogo bolje funkcioniše na severnim geografskim širinama.

GPS sateliti se praktički ne pojavljuju sjeverno od 55. paralele, a na južnoj hemisferi, shodno tome, južnije. Dok, sa uglom nagiba od 65 stepeni i nadmorskom visinom od 19,4 hiljade km, GLONASS sateliti isporučuju odlične, stabilne signale Moskvi, Norveškoj i Švedskoj, što je toliko cenjeno od strane stranih stručnjaka.

Iako oba sistema imaju veliki broj satelita u svim orbitalnim ravnima, drugi stručnjaci ipak daju prednost GPS-u. Čak i uz aktivan program za poboljšanje ruskog sistema na trenutno Amerikanci imaju 27 satelita naspram 24 ruska, što daje veću jasnoću njihovim signalima.

Pouzdanost GLONASS signala je 2,8 m u poređenju sa 1,8 m za GPS. Međutim, ova brojka je prilično prosječna, jer se sateliti mogu poredati u orbiti na način da se stopa greške povećava nekoliko puta. Štaviše, takva situacija može zadesiti oba satelitska sistema.

Iz tog razloga, proizvođači pokušavaju opremiti svoje uređaje navigacijom s dva sistema koja prima signale i od GPS-a i od GLONASS-a.

Važnu ulogu igra kvalitet zemaljske opreme koja prima i dešifruje primljene podatke.

Ako govorimo o identifikovanim nedostacima oba navigaciona sistema, oni se mogu rasporediti na sledeći način:

GLONASS:

• promjena nebeskih koordinata (efemerida) dovodi do nepreciznosti u određivanju koordinata, dostižući 30 metara;
• prilično česti, iako kratkotrajni, prekidi signala;
• opipljiv uticaj reljefnih obeležja na jasnoću dobijenih podataka.

GPS:

• primanje pogrešnog signala zbog multipath interferencije i atmosferske nestabilnosti;
• značajna razlika između civilne verzije sistema, koja ima suviše ograničene mogućnosti u odnosu na vojni razvoj.

Dvosistemski

Ukupno, više od pet desetina satelita obje svjetske sile stalno se okreće u orbiti. Kao što je već spomenuto, za dobivanje pouzdanih koordinata dovoljan je dobar "pogled" na 4 satelita. Na ravnom terenu, u stepi ili u polju, svaki prijemnik će moći istovremeno da detektuje do desetak signala, dok u šumi ili planinskom području veza brzo nestaje.

Stoga je cilj dizajna da svaki prijemni uređaj može komunicirati sa što više satelita. Ovo se opet vraća na ideju kombinovanja GLONASS-a i GPS-a, što se već praktikuje u Americi za spasilačke službe. Bez obzira na to kako se razvijaju odnosi među državama, ljudski život je na prvom mjestu, a dvosistemski čip će brže i jasnije odrediti lokaciju osobe u nevolji.

Takva sinteza će također spasiti vozače od nemogućnosti snalaženja u nepoznatim područjima zbog činjenice da je navigator prespor za uspostavljanje veze i predugo je za obradu informacija. Razlog tome je gubitak satelita zbog banalnih smetnji: visoka zgrada, nadvožnjak ili čak veliki kamion u susjedstvu. Ali ako je automobilska navigacija opremljena čipom sa dvostrukim sistemom, vjerovatnoća da će se zamrznuti bit će značajno smanjena.

Kada ova praksa postane raširena, navigator neće mariti za zemlju porijekla sistema, jer će moći istovremeno pratiti do 40 satelita, dajući fantastično precizno određivanje lokacije.

Video o principima rada GPS-a i GLONASS-a:

Papirne karte područja zamijenjene su elektronskim kartama, po kojima se navigacija vrši pomoću GPS satelitskog sistema. Iz ovog članka saznat ćete kada se pojavila satelitska navigacija, što je sada i što je čeka u bliskoj budućnosti.

Tokom Drugog svetskog rata, američka i britanska flotila imale su moćan adut - navigacioni sistem LORAN koji koristi radio farove. Na kraju neprijateljstava, civilni brodovi „prozapadnih“ zemalja dobili su tehnologiju koja im je bila na raspolaganju. Deceniju kasnije, SSSR je stavio u funkciju svoj odgovor - navigacioni sistem Čajka, zasnovan na radio farovima, i danas je u upotrebi.

Ali kopnena navigacija ima značajne nedostatke: neravan teren postaje prepreka, a uticaj ionosfere negativno utiče na vreme prenosa signala. Ako je udaljenost između navigacijskog radio fara i broda prevelika, greška u određivanju koordinata može se mjeriti u kilometrima, što je neprihvatljivo.

Zemaljski radio farovi zamijenjeni su satelitskim navigacijskim sistemima za vojne svrhe, od kojih je prvi, američki Transit (drugi naziv za NAVSAT), lansiran 1964. godine. Šest satelita u niskoj orbiti osiguravalo je preciznost određivanja koordinata do dvije stotine metara.

Godine 1976. SSSR je pokrenuo sličan vojni navigacijski sistem Cyclone, a tri godine kasnije civilni pod nazivom Cicada. Veliki nedostatak ranih satelitskih navigacijskih sistema bio je taj što su se mogli koristiti samo u kratkim periodima od sat vremena. Sateliti u niskoj orbiti, čak iu malom broju, nisu bili u stanju da obezbede široku pokrivenost signalom.

GPS vs. GLONASS

Godine 1974. američka vojska lansirala je u orbitu prvi satelit tada novog NAVSTAR navigacijskog sistema, koji je kasnije preimenovan u GPS (Global Positioning System). Sredinom 1980-ih, civilnim brodovima i avionima je dozvoljeno da koriste GPS tehnologiju, ali su dugo vremena mogli da obezbede mnogo manje precizno pozicioniranje od vojnih. Dvadeset četvrti GPS satelit, posljednji potreban da potpuno pokrije površinu Zemlje, lansiran je 1993. godine.

Godine 1982. SSSR je predstavio svoj odgovor - to je bila tehnologija GLONASS (Global Navigation Satellite System). Posljednji 24. GLONASS satelit ušao je u orbitu 1995. godine, ali kratak vijek trajanja satelita (tri do pet godina) i nedovoljno finansiranje projekta izveli su sistem van pogona skoro čitavu deceniju. Pokrivenost GLONASS-om širom svijeta bilo je moguće obnoviti tek 2010. godine.

Kako bi izbjegli takve kvarove, i GPS i GLONASS sada koriste 31 satelit: 24 glavna i 7 rezervnih, kako kažu, za svaki slučaj. Savremeni navigacioni sateliti lete na visini od oko 20 hiljada km i uspevaju da obiđu Zemlju dva puta dnevno.

Kako GPS radi

Pozicioniranje u GPS mreži vrši se mjerenjem udaljenosti od prijemnika do nekoliko satelita, čija je lokacija tačno poznata u trenutnom trenutku. Udaljenost do satelita se mjeri množenjem kašnjenja signala sa brzinom svjetlosti.
Komunikacija sa prvim satelitom daje informacije samo o rasponu mogućih lokacija prijemnika. Presjek dvije sfere će dati krug, tri - dvije tačke, a četiri - jedinu ispravnu tačku na mapi. Naša planeta se najčešće koristi kao jedna od sfera, što omogućava pozicioniranje na samo tri umjesto četiri satelita. U teoriji, tačnost GPS pozicioniranja može doseći 2 metra (u praksi je greška mnogo veća).

Svaki satelit šalje veliki skup informacija prijemniku: tačno vrijeme i njegovu korekciju, almanah, efemeridne podatke i jonosferske parametre. Za mjerenje kašnjenja između njegovog slanja i prijema potreban je precizan vremenski signal.

Navigacijski sateliti opremljeni su visoko preciznim cezijumskim satovima, dok su prijemnici opremljeni mnogo manje preciznim kvarcnim satovima. Stoga se radi provjere vremena uspostavlja kontakt sa dodatnim (četvrtim) satelitom.

Ali cezijumski satovi takođe mogu pogrešiti, pa se proveravaju u odnosu na vodonične satove postavljene na zemlju. Za svaki satelit se u kontrolnom centru navigacionog sistema individualno izračunava vremenska korekcija, koja se naknadno šalje prijemniku zajedno sa tačnim vremenom.

Još jedna važna komponenta sistema satelitske navigacije je almanah, koji je tabela parametara satelitske orbite za mjesec koji je pred nama. Almanah, kao i vremenska korekcija, izračunavaju se u kontrolnom centru.

Sateliti takođe prenose podatke o pojedinačnim efemeridama, na osnovu kojih se izračunavaju orbitalne devijacije. A s obzirom da brzina svjetlosti nije konstantna nigdje osim u vakuumu, mora se uzeti u obzir kašnjenje signala u jonosferi.

Prijenos podataka u GPS mreži vrši se striktno na dvije frekvencije: 1575,42 MHz i 1224,60 MHz. Različiti sateliti emituju na istoj frekvenciji, ali koriste CDMA kodnu podjelu. Odnosno, satelitski signal je samo šum, koji se može dekodirati samo ako imate odgovarajući PRN kod.

Gornji pristup omogućava visoku otpornost na buku i korištenje uskog frekvencijskog raspona. Međutim, ponekad GPS prijemnici i dalje moraju dugo tražiti satelite, što je uzrokovano brojnim razlozima.

Prvo, prijemnik u početku ne zna gdje se satelit nalazi, da li se udaljava ili približava i koliki je pomak frekvencije njegovog signala. Drugo, kontakt sa satelitom se smatra uspješnim samo kada se od njega primi kompletan skup informacija. Brzina prijenosa podataka u GPS mreži rijetko prelazi 50 bps. I čim se signal prekine zbog radio smetnji, pretraga počinje ponovo.

Budućnost satelitske navigacije

Sada se GPS i GLONASS naširoko koriste u miroljubive svrhe i, zapravo, zamjenjivi su. Najnoviji čipovi za navigaciju podržavaju oba standarda komunikacije i povezuju se s onim satelitima koji se prvi pronađu.

Američki GPS i ruski GLONASS daleko su od jedinih satelitskih navigacijskih sistema na svijetu. Na primjer, Kina, Indija i Japan su počele da postavljaju svoje satelitske sisteme pod nazivom BeiDou, IRNSS i QZSS, respektivno, koji će raditi samo unutar njihovih zemalja i stoga zahtijevaju relativno mali broj satelita.

No, možda je najveće interesovanje za projekat Galileo, koji razvija Evropska unija i koji bi trebao biti pokrenut punim kapacitetom prije 2020. godine. U početku je Galileo zamišljen kao čisto evropska mreža, ali su zemlje Bliskog istoka i Južne Amerike već izrazile želju da učestvuju u njenom stvaranju. Dakle, “treća sila” bi se uskoro mogla pojaviti na globalnom CLO tržištu. Ako je ovaj sistem kompatibilan sa postojećim, a najvjerovatnije će biti, potrošači će imati samo koristi - brzina traženja satelita i preciznost pozicioniranja bi se trebala povećati.

Satelitsku navigaciju koriste vozači, biciklisti, turisti - čak i jutarnji trkači prate svoju rutu pomoću satelita. Umjesto da pitaju prolaznike kako pronaći pravu kuću, većina radije izvadi pametni telefon i postavi ovo pitanje GLONASS-u ili GPS-u. Unatoč činjenici da su moduli za satelitsku navigaciju ugrađeni u svaki pametni telefon i većinu sportskih satova, samo svaka deseta osoba razumije kako ovaj sistem funkcionira i kako pronaći pravi u moru uređaja sa GPS/GLONASS funkcijama.

Kako funkcioniše sistem satelitske navigacije?

Skraćenica GPS je skraćenica od Global Positioning System: “globalni sistem pozicioniranja”, ako se doslovno prevede. Ideja o korištenju satelita u niskoj orbiti Zemlje za određivanje koordinata zemaljskih objekata pojavila se 1950-ih, odmah nakon što je Sovjetski Savez lansirao prvi umjetni satelit. Američki naučnici su pratili satelitski signal i otkrili da se njegova frekvencija mijenja kada se satelit približi ili udalji. Stoga, znajući svoje točne koordinate na Zemlji, možete izračunati točnu lokaciju satelita. Ovo zapažanje dalo je podsticaj razvoju globalnog sistema koordinatnog proračuna.

U početku se mornarica zainteresirala za otkriće - pomorska laboratorija je započela razvoj, ali je s vremenom odlučeno da se stvori jedinstveni sistem za sve oružane snage. Prvi GPS satelit lansiran je u orbitu 1978. Trenutno tridesetak satelita emituje signale. Kada je navigacioni sistem počeo da radi, američka vojna odeljenja napravila su poklon svim stanovnicima planete - otvorili su besplatan pristup satelitima, tako da su svi mogli besplatno da koriste Globalni sistem pozicioniranja, pod uslovom da imaju prijemnik.

Nakon Amerikanaca, Roskosmos je stvorio sopstveni sistem: prvi GLONASS satelit je ušao u orbitu 1982. godine. GLONASS je globalni navigacioni satelitski sistem koji radi na istom principu kao i američki. Trenutno se u orbiti nalaze 24 ruska satelita koji pružaju koordinaciju.

Da biste koristili jedan od sistema, ili po mogućnosti dva istovremeno, potreban vam je prijemnik koji će primati signale sa satelita, kao i kompjuter za dešifrovanje ovih signala: lokacija objekta se izračunava na osnovu intervala između primljenih signala. . Tačnost proračuna je plus ili minus 5 m.

Što više satelita uređaj "vidi", više informacija može pružiti. Da bi odredio koordinate, navigator treba da vidi samo dva satelita, ali ako pronađe smjer najmanje četiri satelita, uređaj će moći prijaviti, na primjer, brzinu kretanja objekta. Stoga moderni navigacijski uređaji očitavaju sve više parametara:

• Geografske koordinate objekta.
• Brzina njegovog kretanja.
• Nadmorska visina.

Koje greške se mogu pojaviti u radu GPS/GLONASS-a?

Satelitska navigacija je dobra jer je dostupna 24 sata dnevno s bilo kojeg mjesta na planeti. Gdje god da se nalazite, ako imate prijemnik, možete odrediti koordinate i napraviti rutu. Međutim, u praksi, satelitski signal može biti ometen fizičkim preprekama ili vremenskim nepogodama: ako prolazite kroz podzemni tunel, a iznad je i oluja, signal možda neće "doći" do prijemnika.

Ovaj problem je riješen korištenjem A-GPS tehnologije: pretpostavlja se da prijemnik pristupa serveru alternativnim komunikacijskim kanalima. To, zauzvrat, koristi podatke primljene sa satelita. Zahvaljujući tome, navigacioni sistem možete koristiti u prostorijama, tunelima i po lošem vremenu. A-GPS tehnologija je dizajnirana za pametne telefone i druge lične uređaje, pa prilikom odabira navigatora ili pametnog telefona provjerite podržava li ovaj standard. Na taj način možete biti sigurni da uređaj neće otkazati u ključnom trenutku.

Vlasnici pametnih telefona ponekad se žale da navigator ne radi točno ili se povremeno "isključuje" i ne određuje koordinate. U pravilu, to je zbog činjenice da je u većini pametnih telefona GPS/GLONASS funkcija onemogućena prema zadanim postavkama. Uređaj koristi mobilne tornjeve ili bežični internet za izračunavanje koordinata. Problem se može riješiti podešavanjem pametnog telefona i aktiviranjem željene metode za određivanje koordinata. Možda ćete također morati kalibrirati kompas ili resetirati svoj navigator.

Vrste navigatora

• Automotive. Navigacijski sistem, vezani za GLONASS satelite ili njihove američke analoge, mogu biti dio kompjutera automobila, ali češće kupuju odvojene uređaje. Oni ne samo da određuju koordinate automobila i omogućavaju vam da lako dođete od tačke A do tačke B, već i štite od krađe. Čak i ako kriminalci ukradu automobil, može se pratiti pomoću fara. Još jedna prednost specijalnih uređaja za automobile je što omogućavaju ugradnju antene - zahvaljujući anteni možete pojačati GLONASS signal.
• Tourist. Ako možete instalirati poseban skup karata u automobilsku navigaciju, tada se na putne uređaje nameću stroži zahtjevi: moderni modeli dopuštaju korištenje proširenog skupa karata. Međutim, najjednostavniji turistički uređaj je samo prijemnik signala sa jednostavnim kompjuterom. Možda neće čak ni označiti koordinate na karti, u kom slučaju će biti potrebna papirna karta s navigacijskom mrežom. Međutim, sada se takvi uređaji kupuju samo iz razloga ekonomičnosti.
• Pametni telefoni, tableti sa GPS/GLONASS prijemnikom. Pametni telefoni vam također omogućavaju preuzimanje proširenog skupa karata. Mogu se koristiti kao automobilske i turističke navigacije, glavna stvar je instalirati aplikaciju i preuzeti potrebne karte. Mnogi korisni programi za navigaciju su besplatni, ali neki zahtijevaju malu naknadu.

Navigacijski programi za pametne telefone

Jedan od najjednostavnijih programa dizajniranih za one koji ne žele ulaziti u funkcionalnost: MapsWithMe. Omogućava vam da preuzmete mapu željenog regiona sa mreže, a zatim da je koristite čak i ako nema internetske veze. Program će pokazati lokaciju na karti, pronaći objekte označene na ovoj karti - možete ih spremiti kao oznake i zatim koristiti brzu pretragu. Tu se funkcionalnost završava. Program koristi samo vektorske karte - drugi formati se ne mogu učitati.

Vlasnici Android uređaja mogu koristiti program OsmAnd. Pogodan je za vozače i pješake, jer vam omogućava da automatski iscrtate rutu duž puteva ili planinskih staza. GLONASS navigator će vas voditi duž rute koristeći glasovne komande. Osim vektorskih mapa, možete koristiti rasterske karte, kao i označavati putne točke i snimati tragove.

Najbliža alternativa OsmAndu je aplikacija Locus Map. Pogodan je za turiste koji šetaju, jer podsjeća na klasičan navigacijski uređaj za turiste koji je bio u upotrebi prije pojave pametnih telefona. Koristi i vektorske i rasterske karte.

Putni uređaji

Pametni telefoni i tableti mogu zamijeniti namjenski GPS/GLONASS uređaj za turizam, ali ovo rješenje ima svoje nedostatke. S jedne strane, ako imate pametni telefon, ne morate kupovati dodatne uređaje. Lako je raditi s mapom na velikom, svijetlom ekranu, a izbor aplikacija je širok - naveli smo samo nekoliko programa, nemoguće je pokriti sve ponude. Ali pametni telefon ima i nedostatke:

• Brzo se prazni. U prosjeku, uređaj radi jedan dan, a u načinu stalne potrage za koordinatama - još manje.
• Zahtijeva pažljivo rukovanje. Naravno, postoje sigurni pametni telefoni, ali osim što su skupi, pouzdanost takvog pametnog telefona još uvijek se ne može usporediti s posebnim turističkim GLONASS uređajem. Može biti potpuno vodootporan.

Za višednevne šetnje u divljini razvijeni su specijalizirani uređaji, u vodootpornim kućištima i sa snažnim baterijama. Međutim, pri odabiru takvog uređaja važno je osigurati da podržava i vektorske i rasterske karte. Rasterska karta je slika povezana s koordinatama. Možete uzeti papirnatu kartu, skenirati je, povezati je sa GLONASS koordinatama - i dobićete rastersku kartu. Vektorske mape nisu slika, već skup objekata koje program postavlja na sliku. Sistem vam omogućava da pokrenete pretragu po objektima, ali je teško napraviti takav dijagram sami.

Ideja o lociranju objekata pomoću umjetnih Zemljinih satelita došla je na um Amerikanaca još 1950-ih. Međutim, sovjetski satelit je gurnuo naučnike.

Američki fizičar Richard Kershner shvatio je da ako znate koordinate na zemlji, možete saznati brzinu sovjetske letjelice. Tu je počela implementacija programa, koji je kasnije postao poznat kao GPS - globalni sistem pozicioniranja. Godine 1974. u orbitu je lansiran prvi američki satelit. U početku je ovaj projekat bio namijenjen vojnim odjelima.

Kako funkcionira geolokacija

Pogledajmo karakteristike geopozicioniranja na primjeru običnog tragača. Do aktivacije uređaj je u standby modu, GPS GLONASS modul je isključen. Ova opcija je predviđena za uštedu napunjenosti baterije i produženje perioda trajanje baterije uređaja.

Tokom aktivacije, tri procesa se pokreću odjednom:

• GPS prijemnik počinje analizirati koordinate koristeći ugrađeni program. Ako se u ovom trenutku detektuju tri satelita, sistem se smatra nedostupnim. Ista stvar se dešava sa GLONASS-om;
• ako tragač (na primjer, navigator) podržava module dva sistema, tada uređaj analizira informacije primljene sa oba satelita. Zatim čita informacije koje smatra pouzdanim;
• ako u pravo vrijeme signali oba sistema nisu dostupni, onda se uključuje GSM. Ali podaci dobijeni na ovaj način biće netačni.

Stoga, kada se pitate šta odabrati – GPS ili GLONASS, izaberite opremu koja podržava dva satelitska sistema. Nedostaci jednog od njih će biti pokriveni drugim. Dakle, prijemniku su istovremeno dostupni signali sa 18-20 satelita. Ovo osigurava dobar nivo i stabilnost signala i minimizira greške.

Cijena usluge GPS i GLONASS praćenja

Na konačnu cijenu opreme utiče nekoliko faktora:

• zemlja porijekla;
• koji se navigacijski sistemi koriste;
• kvalitet materijala i dodatne funkcije;
• održavanje softvera.

Najpovoljnija opcija je oprema kineske proizvodnje. Cijena počinje od 1000 rubalja. Međutim, ne treba očekivati ​​kvalitetnu uslugu. Za takav novac vlasnik će dobiti ograničenu funkcionalnost i kratak vijek trajanja.

Sljedeći segment opreme su evropski proizvođači. Iznos počinje od 5.000 rubalja, ali zauzvrat kupac dobiva stabilnu softver i napredne funkcije.

Ruski proizvođači nude prilično isplativu opremu po razumnim cijenama. Cijene domaćih tragača počinju od 2.500 rubalja.

Posebna stavka troškova - pretplatu i plaćanje dodatnih usluga. Mjesečna naknada za domaće kompanije – 400 rubalja. Europski proizvođači otvaraju dodatne mogućnosti za dodatni "novčić".

Također ćete morati platiti instalaciju opreme. U prosjeku će instalacija u servisnom centru koštati 1.500 rubalja.

Prednosti i mane GLONASS-a i GPS-a

Pogledajmo sada prednosti i nedostatke svakog sistema.

GPS sateliti se gotovo ne pojavljuju na južnoj hemisferi, dok GLONASS prenosi signale u Moskvu, Švedsku i Norvešku. Jasnoća signala je veća u američkom sistemu zahvaljujući 27 aktivnih satelita. Razlika u grešci "igra na ruku" američkim satelitima. Za poređenje: nepreciznost GLONASS-a je 2,8 m, a GPS-a 1,8 m. Čistoća proračuna zavisi od položaja satelita u orbiti. U nekim slučajevima, uređaji su poređani tako da se stepen pogrešne računice povećava. Ova situacija se javlja u oba sistema.

Nastavi

Dakle, koji će pobijediti u poređenju GPS i GLONASS? Strogo govoreći, civilne korisnike nije briga koje satelite koristi njihova navigacijska oprema. Oba sistema su besplatna i nalaze se u otvoreni pristup. Razumno rešenje za programere bila bi međusobna integracija sistema. U ovom slučaju, tracker će imati potreban broj uređaja u svom "vidnom polju" čak i u nepovoljnim vremenskim uvjetima i smetnjama u obliku visokih zgrada.

GPS i GLONASS. Video na temu

---