დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების გამოყენებით ობიექტების განთავსების იდეა ამერიკელებს ჯერ კიდევ 1950-იან წლებში გაუჩნდა. თუმცა საბჭოთა თანამგზავრმა აიძულა მეცნიერები.

ამერიკელმა ფიზიკოსმა რიჩარდ კერშნერმა გააცნობიერა, რომ თუ თქვენ იცით ადგილზე არსებული კოორდინატები, შეგიძლიათ გაიგოთ საბჭოთა კოსმოსური ხომალდის სიჩქარე. სწორედ აქედან დაიწყო პროგრამის დანერგვა, რომელიც მოგვიანებით გახდა ცნობილი როგორც GPS - გლობალური პოზიციონირების სისტემა. 1974 წელს ორბიტაზე გაუშვა პირველი ამერიკული თანამგზავრი. თავდაპირველად ეს პროექტი სამხედრო დეპარტამენტებისთვის იყო განკუთვნილი.

როგორ მუშაობს გეოლოკაცია

მოდით შევხედოთ გეოპოზიციონირების თავისებურებებს ჩვეულებრივი ტრეკერის მაგალითის გამოყენებით. გააქტიურებამდე მოწყობილობა ლოდინის რეჟიმშია, GPS GLONASS მოდული გამორთულია. ეს ვარიანტი მოცემულია ბატარეის დატენვის დაზოგვისა და პერიოდის გაზრდისთვის ბატარეის ხანგრძლივობამოწყობილობები.

გააქტიურების დროს, სამი პროცესი ერთდროულად იწყება:

GPS მიმღები იწყებს კოორდინატების ანალიზს ჩაშენებული პროგრამის გამოყენებით. თუ ამ მომენტში აღმოჩენილია სამი თანამგზავრი, სისტემა ჩაითვლება მიუწვდომელად. იგივე ხდება GLONASS-თან დაკავშირებით;
თუ ტრეკერი (მაგალითად, ნავიგატორი) მხარს უჭერს ორი სისტემის მოდულს, მაშინ მოწყობილობა აანალიზებს ორივე თანამგზავრიდან მიღებულ ინფორმაციას. შემდეგ ის კითხულობს ინფორმაციას, რომელსაც საიმედოდ მიიჩნევს;
თუ საჭირო დროს ორივე სისტემის სიგნალები მიუწვდომელია, მაშინ ჩართულია GSM. მაგრამ ამ გზით მიღებული მონაცემები არაზუსტი იქნება.

ამიტომ, როდესაც გაინტერესებთ რა უნდა აირჩიოთ - GPS ან GLONASS, აირჩიეთ მოწყობილობა, რომელიც მხარს უჭერს ორ თანამგზავრულ სისტემას. ერთი მათგანის ნაკლოვანებებს მეორე ფარავს. ამრიგად, სიგნალები 18-20 თანამგზავრიდან ერთდროულად ხელმისაწვდომია მიმღებისთვის. ეს უზრუნველყოფს სიგნალის კარგ დონეს და სტაბილურობას და ამცირებს შეცდომებს.

GPS და GLONASS მონიტორინგის სერვისის ღირებულება

აღჭურვილობის საბოლოო ღირებულებაზე გავლენას ახდენს რამდენიმე ფაქტორი:

წარმოშობის ქვეყანა;
რა სანავიგაციო სისტემები გამოიყენება;
მასალების ხარისხი და დამატებითი ფუნქციები;
პროგრამული უზრუნველყოფის შენარჩუნება.

ყველაზე საბიუჯეტო ვარიანტია ჩინური წარმოების აღჭურვილობა. ფასი იწყება 1000 რუბლიდან. თუმცა, არ უნდა ელოდოთ ხარისხიან მომსახურებას. ამ სახის თანხისთვის მფლობელი მიიღებს შეზღუდულ ფუნქციონირებას და ხანმოკლე მომსახურების ვადას.

აღჭურვილობის შემდეგი სეგმენტი ევროპელი მწარმოებლები არიან. თანხა იწყება 5000 რუბლიდან, მაგრამ სანაცვლოდ მყიდველი იღებს სტაბილს პროგრამული უზრუნველყოფადა მოწინავე ფუნქციები.

რუსი მწარმოებლები გვთავაზობენ საკმაოდ ეკონომიურ აღჭურვილობას გონივრულ ფასებში. შიდა ტრეკერების ფასები იწყება 2500 რუბლიდან.

ცალკე ხარჯების პუნქტი - სააბონენტო გადასახადიდა დამატებითი სერვისების გადახდა. ყოველთვიური გადასახადი შიდა კომპანიებისთვის - 400 რუბლი. ევროპელი მწარმოებლები ხსნიან დამატებით ვარიანტებს დამატებითი "მონეტისთვის".

თქვენ ასევე უნდა გადაიხადოთ აღჭურვილობის დამონტაჟება. საშუალოდ, სერვის ცენტრში ინსტალაცია ეღირება 1500 რუბლი.

GLONASS-ისა და GPS-ის უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები

ახლა მოდით შევხედოთ თითოეული სისტემის დადებით და უარყოფით მხარეებს.

GPS თანამგზავრები თითქმის არ ჩნდება სამხრეთ ნახევარსფეროში, ხოლო GLONASS გადასცემს სიგნალებს მოსკოვში, შვედეთსა და ნორვეგიაში. სიგნალის სიცხადე უფრო მაღალია ამერიკულ სისტემაში 27 აქტიური თანამგზავრის წყალობით. შეცდომის სხვაობა აშშ-ს თანამგზავრების "ხელშია". შედარებისთვის: GLONASS-ის უზუსტობა არის 2,8 მ, GPS-ის 1,8 მ, თუმცა ეს საშუალო მაჩვენებელია. გამოთვლების სისუფთავე დამოკიდებულია ორბიტაზე თანამგზავრების პოზიციაზე. ზოგიერთ შემთხვევაში, მოწყობილობები ისეა დალაგებული, რომ არასწორი გაანგარიშების ხარისხი იზრდება. ეს სიტუაცია ორივე სისტემაშია.

რეზიუმე

მაშ, რომელი გაიმარჯვებს GPS და GLONASS შედარებაში? მკაცრად რომ ვთქვათ, სამოქალაქო მომხმარებლებს არ აინტერესებთ რა თანამგზავრებს იყენებს მათი სანავიგაციო მოწყობილობა. ორივე სისტემა უფასოა და განთავსებულია ღია წვდომა. დეველოპერებისთვის გონივრული გამოსავალი იქნება სისტემების ორმხრივი ინტეგრაცია. ამ შემთხვევაში, ტრეკერს ექნება საჭირო რაოდენობის მოწყობილობები თავის „ხედვის ველში“ არახელსაყრელი ამინდის პირობებშიც კი და მაღალსართულიანი შენობების სახით ჩარევა.

GPS და GLONASS. ვიდეო თემაზე

დიდი ხნის განმავლობაში შეერთებულ შტატებში შექმნილი გლობალური გეოპოზიციონირების სისტემა GPS იყო ერთადერთი ხელმისაწვდომი ჩვეულებრივი მომხმარებლებისთვის. მაგრამ თუნდაც იმის გათვალისწინებით, რომ სამოქალაქო მოწყობილობების სიზუსტე თავდაპირველად უფრო დაბალი იყო სამხედრო ანალოგებთან შედარებით, ეს საკმარისი იყო როგორც ნავიგაციისთვის, ასევე მანქანების კოორდინატების თვალყურის დევნებისთვის.

თუმცა, საბჭოთა კავშირმა შეიმუშავა საკუთარი კოორდინატების განსაზღვრის სისტემა, რომელიც დღეს ცნობილია როგორც GLONASS. მოქმედების მსგავსი პრინციპის მიუხედავად (გამოიყენება თანამგზავრების სიგნალებს შორის დროის ინტერვალის გამოთვლა), GLONASS-ს აქვს სერიოზული პრაქტიკული განსხვავებები GPS-ისგან, როგორც განვითარების პირობების, ასევე პრაქტიკული განხორციელების გამო.

GLONASS უფრო ზუსტია ჩრდილოეთ რეგიონებში. ეს აიხსნება იმით, რომ სსრკ-ს და შემდგომში რუსეთის მნიშვნელოვანი სამხედრო ჯგუფები მდებარეობდნენ ზუსტად ქვეყნის ჩრდილოეთით. ამრიგად, GLONASS-ის მექანიკა გამოითვალა ასეთ პირობებში სიზუსტის გათვალისწინებით.
GLONASS სისტემის უწყვეტი მუშაობისთვისარ არის საჭირო კორექტირების სადგურები. GPS-ის სიზუსტის უზრუნველსაყოფად, რომლის თანამგზავრები სტაციონარულია დედამიწასთან მიმართებაში, საჭიროა გეოსტაციონარული სადგურების ჯაჭვი გარდაუვალი გადახრების მონიტორინგისთვის. თავის მხრივ, GLONASS თანამგზავრები დედამიწასთან შედარებით მობილურია, ამიტომ კოორდინატების კორექტირების პრობლემა თავდაპირველად არ არსებობს.

სამოქალაქო გამოყენებისთვის, ეს განსხვავება შესამჩნევია. მაგალითად, შვედეთში 10 წლის წინ GLONASS აქტიურად გამოიყენებოდა, მიუხედავად უკვე არსებული GPS აღჭურვილობის დიდი რაოდენობით. ამ ქვეყნის ტერიტორიის მნიშვნელოვანი ნაწილი მდებარეობს რუსეთის ჩრდილოეთის განედებზე და GLONASS-ის უპირატესობები ასეთ პირობებში აშკარაა: რაც უფრო დაბალია თანამგზავრის მიდრეკილება ჰორიზონტისკენ, მით უფრო ზუსტად შეიძლება გამოითვალოს მოძრაობის კოორდინატები და სიჩქარე. თანაბარი სიზუსტით მათ სიგნალებს შორის დროის ინტერვალების შეფასებისას (ნავიგატორის აღჭურვილობის მიერ დაყენებული).

ასე რომ, რომელია უკეთესი?

ამ კითხვაზე სწორი პასუხის მისაღებად საკმარისია თანამედროვე ტელემატიკური სისტემების ბაზრის შეფასება. ნავიგაციის ან უსაფრთხოების სისტემაში GPS და GLONASS თანამგზავრებთან კავშირის გამოყენებით, შესაძლებელია სამი ძირითადი უპირატესობის მიღწევა.

მაღალი სიზუსტე. სისტემას, რომელიც აანალიზებს მიმდინარე მონაცემებს, შეუძლია შეარჩიოს ყველაზე სწორი არსებულიდან. მაგალითად, მოსკოვის განედზე, GPS ახლა უზრუნველყოფს მაქსიმალურ სიზუსტეს, ხოლო მურმანსკში GLONASS გახდება ლიდერი ამ პარამეტრში.
მაქსიმალური საიმედოობა. ორივე სისტემა მუშაობს სხვადასხვა არხზე, შესაბამისად, როცა GPS დიაპაზონში აუტსაიდერებისგან მიზანმიმართული შეფერხების ან ჩარევის წინაშე აღმოჩნდება (როგორც უფრო გავრცელებულია), სისტემა შეინარჩუნებს გეოპოზიციის უნარს GLONASS ქსელის მეშვეობით.
დამოუკიდებლობა. ვინაიდან ორივე GPS და GLONASS თავდაპირველად სამხედრო სისტემებია, მომხმარებელს შეიძლება შეექმნას ერთ-ერთ ქსელზე წვდომის ჩამორთმევა. ამისათვის, დეველოპერს სჭირდება მხოლოდ პროგრამული შეზღუდვების დანერგვა საკომუნიკაციო პროტოკოლის განხორციელებაში. რუსი მომხმარებლისთვის, GLONASS, გარკვეულწილად, ხდება სარეზერვო მოქმედების მეთოდი GPS-ის მიუწვდომლობის შემთხვევაში.

სწორედ ამიტომ, ჩვენს მიერ შემოთავაზებული Caesar Satellite სისტემები, ყველა მოდიფიკაციაში, იყენებენ ორმაგ გეოპოზიციონირებას, რომელსაც ავსებს საბაზო სადგურების თვალთვალის კოორდინატები. ფიჭური კომუნიკაციები.

როგორ მუშაობს ნამდვილად საიმედო გეოლოკაცია

მოდით შევხედოთ სანდო GPS/GLONASS თვალთვალის სისტემის მუშაობას Cesar Tracker A-ს მაგალითის გამოყენებით.

სისტემა ძილის რეჟიმშია, არ გადასცემს მონაცემებს ფიჭური ქსელიდა გამორთეთ GPS და GLONASS მიმღებები. ეს აუცილებელია ჩაშენებული ბატარეის მაქსიმალური შესაძლო რესურსის დაზოგვისთვის, შესაბამისად, სისტემის უდიდესი ავტონომიის უზრუნველსაყოფად, რომელიც იცავს თქვენს მანქანას. უმეტეს შემთხვევაში ბატარეა ძლებს 2 წელიწადს. თუ თქვენი მანქანის ადგილმდებარეობა გჭირდებათ, მაგალითად, თუ ის მოპარულია, უნდა დაუკავშირდეთ Caesar Satellite უსაფრთხოების ცენტრს. ჩვენი თანამშრომლები ცვლიან სისტემას აქტიურ მდგომარეობაში და იღებენ მონაცემებს მანქანის ადგილმდებარეობის შესახებ.

აქტიურ რეჟიმში გადასვლისას სამი დამოუკიდებელი პროცესი ერთდროულად ხდება:

GPS მიმღები ამოქმედდება, კოორდინატების ანალიზი მისი გეოპოზიციონირების პროგრამის გამოყენებით. თუ სამზე ნაკლები თანამგზავრი აღმოჩენილია მოცემულ პერიოდში, სისტემა ჩაითვლება მიუწვდომელად. კოორდინატები განისაზღვრება GLONASS არხის გამოყენებით ანალოგიურად.
ტრეკერი ადარებს მონაცემებს ორივე სისტემისგან. თუ თითოეულში სატელიტების საკმარისი რაოდენობა იქნა აღმოჩენილი, ტრეკერი ირჩევს იმ მონაცემებს, რომლებიც მას უფრო სანდო და ზუსტი თვლის. ეს განსაკუთრებით ეხება აქტიური ელექტრონული კონტრზომების შემთხვევაში - შეფერხება ან GPS სიგნალის ჩანაცვლება.
GSM მოდული ამუშავებს გეოპოზიციონირების მონაცემებს LBS (ფიჭური საბაზო სადგურების) მეშვეობით. ეს მეთოდი ითვლება ყველაზე ნაკლებად ზუსტი და გამოიყენება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ორივე GPS და GLONASS არ არის ხელმისაწვდომი.

ამრიგად, თანამედროვე სისტემათრექინგს აქვს სამმაგი საიმედოობა, ცალ-ცალკე სამი გეოპოზიციონირების სისტემის გამოყენებით. მაგრამ, ბუნებრივია, ეს არის GPS/GLONASS მხარდაჭერა ტრეკერის დიზაინში, რომელიც უზრუნველყოფს მაქსიმალურ სიზუსტეს.

გამოყენება მონიტორინგის სისტემებში

თვალთვალის შუქურებისგან განსხვავებით, კომერციულ მანქანებში გამოყენებული მონიტორინგის სისტემები მუდმივად აკონტროლებენ მანქანის მდებარეობას და მიმდინარე სიჩქარეს. ამ აპლიკაციით კიდევ უფრო სრულად ვლინდება ორმაგი GPS/GLONASS გეოპოზიციონირების უპირატესობები. სისტემების დუბლირება იძლევა საშუალებას:

მონიტორინგის მხარდაჭერა GPS-დან ან GLONASS-დან სიგნალის მიღებასთან დაკავშირებული მოკლევადიანი პრობლემების შემთხვევაში;
შეინარჩუნეთ მაღალი სიზუსტე ფრენის მიმართულების მიუხედავად. ისეთი სისტემის გამოყენებით, როგორიცაა CS Logistic GLONASS PRO, თქვენ შეგიძლიათ თავდაჯერებულად განახორციელოთ ფრენები ჩუკოტკადან დონის როსტოვამდე, შეინარჩუნოთ სრული კონტროლი ტრანსპორტის მთელ მარშრუტზე;
დაიცავით კომერციული მანქანები გახსნისა და ქურდობისგან. Caesar Satellite სერვერები რეალურ დროში იღებენ ინფორმაციას მანქანის დროისა და ზუსტი მდებარეობის შესახებ;
ეფექტურად ეწინააღმდეგება გამტაცებლებს. სისტემა ინახავს შიდა მეხსიერებამონაცემთა მაქსიმალური შესაძლო რაოდენობა მაშინაც კი, თუ სერვერთან საკომუნიკაციო არხი სრულიად მიუწვდომელია. ინფორმაციის გადაცემა იწყება რადიოს დაბლოკვის ოდნავი შეწყვეტისას.

GPS/GLONASS სისტემის არჩევით, თქვენ უზრუნველვყოფთ საუკეთესო სერვისს და უსაფრთხოების შესაძლებლობებს იმ სისტემებთან შედარებით, რომლებიც იყენებენ გეოპოზიციონირების მხოლოდ ერთ მეთოდს.

ბევრი მანქანის მფლობელი იყენებს ნავიგატორებს მანქანებში. თუმცა ზოგიერთმა მათგანმა არ იცის ორი განსხვავებული სატელიტური სისტემის არსებობის შესახებ - რუსული GLONASS და ამერიკული GPS. ამ სტატიიდან შეიტყობთ, რა არის მათი განსხვავებები და რომელი უნდა იყოს სასურველი.

როგორ მუშაობს სანავიგაციო სისტემა?

სანავიგაციო სისტემა ძირითადად გამოიყენება ობიექტის (ამ შემთხვევაში მანქანის) ადგილმდებარეობისა და მისი სიჩქარის დასადგენად. ზოგჯერ საჭიროა სხვა პარამეტრების განსაზღვრა, მაგალითად, სიმაღლე ზღვის დონიდან.

ის ითვლის ამ პარამეტრებს თავად ნავიგატორსა და დედამიწის ორბიტაზე მდებარე რამდენიმე თანამგზავრს შორის მანძილის დადგენით. როგორც წესი, სისტემის ეფექტური მუშაობისთვის საჭიროა ოთხ თანამგზავრთან სინქრონიზაცია. ამ მანძილების შეცვლით ის განსაზღვრავს ობიექტის კოორდინატებს და მოძრაობის სხვა მახასიათებლებს. GLONASS-ის თანამგზავრები არ არის სინქრონიზებული დედამიწის ბრუნვასთან, რაც უზრუნველყოფს მათ სტაბილურობას დიდი ხნის განმავლობაში.

ვიდეო: GloNaSS vs GPS

რა არის უკეთესი GLONASS ან GPS და რა განსხვავებაა მათ შორის

სანავიგაციო სისტემები უპირველეს ყოვლისა გამიზნული იყო სამხედრო მიზნებისთვის გამოსაყენებლად და მხოლოდ ამის შემდეგ გახდა ხელმისაწვდომი რიგითი მოქალაქეებისთვის. ცხადია, სამხედროებმა უნდა გამოიყენონ თავიანთი სახელმწიფოს განვითარება, რადგან კონფლიქტური სიტუაციის შემთხვევაში ამ ქვეყნის ხელისუფლებამ შეიძლება გამორთოს უცხოური სანავიგაციო სისტემა. უფრო მეტიც, რუსეთში სამხედრო და საჯარო მოხელეებს მოუწოდებენ გამოიყენონ GLONASS სისტემა ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

ყოველდღიურ ცხოვრებაში, რიგითმა მძღოლმა საერთოდ არ უნდა ინერვიულოს სანავიგაციო სისტემის არჩევაზე. ორივე GLONASS და უზრუნველყოფს ნავიგაციის ხარისხს, რომელიც საკმარისია ყოველდღიური გამოყენებისთვის. რუსეთის ჩრდილოეთ ტერიტორიებზე და ჩრდილოეთ განედებზე მდებარე სხვა ქვეყნებში, GLONASS თანამგზავრები უფრო ეფექტურად მუშაობენ იმის გამო, რომ მათი მოგზაურობის ტრაექტორიები უფრო მაღალია დედამიწაზე. ანუ არქტიკაში, სკანდინავიის ქვეყნებში GLONASS უფრო ეფექტურია და შვედებმა ეს ჯერ კიდევ 2011 წელს აღიარეს. სხვა რეგიონებში GPS ოდნავ უფრო ზუსტია ვიდრე GLONASS მდებარეობის განსაზღვრაში. დიფერენციალური კორექტირებისა და მონიტორინგის რუსული სისტემის მიხედვით, GPS შეცდომები მერყეობდა 2-დან 8 მეტრამდე, GLONASS-ის შეცდომები 4-დან 8 მეტრამდე. მაგრამ იმისთვის, რომ GPS-მ განსაზღვროს მდებარეობა, რომელიც გჭირდებათ 6-დან 11 თანამგზავრის დასაჭერად, GLONASS საკმარისია 6-7 თანამგზავრისთვის.

გასათვალისწინებელია ისიც, რომ GPS სისტემა 8 წლით ადრე გამოჩნდა და მნიშვნელოვანი ლიდერობა დაიკავა 90-იან წლებში. და ბოლო ათწლეულის განმავლობაში GLONASS-მა ეს უფსკრული თითქმის მთლიანად შეამცირა და 2020 წლისთვის დეველოპერები გვპირდებიან, რომ GLONASS არანაირად არ ჩამოუვარდება GPS-ს.

თანამედროვეთა უმეტესობა აღჭურვილია კომბინირებული სისტემით, რომელიც მხარს უჭერს როგორც რუსულ თანამგზავრულ სისტემას, ასევე ამერიკულს. სწორედ ეს მოწყობილობებია ყველაზე ზუსტი და აქვთ ყველაზე დაბალი შეცდომა ავტომობილის კოორდინატების განსაზღვრისას. ასევე იზრდება მიღებული სიგნალების სტაბილურობა, რადგან ასეთ მოწყობილობას შეუძლია მეტი თანამგზავრის „დანახვა“. მეორეს მხრივ, ასეთი ნავიგატორების ფასები გაცილებით მაღალია, ვიდრე მათი ერთსისტემიანი კოლეგები. ეს გასაგებია - მათში ჩაშენებულია ორი ჩიპი, რომელსაც შეუძლია სიგნალების მიღება თითოეული ტიპის თანამგზავრიდან.

ვიდეო: GPS და GPS+GLONASS მიმღების ტესტი Redpower CarPad3

ამრიგად, ყველაზე ზუსტი და საიმედო ნავიგატორები არის ორმაგი სისტემის მოწყობილობები. თუმცა, მათი უპირატესობები დაკავშირებულია ერთ მნიშვნელოვან ნაკლთან - ღირებულებასთან. ამიტომ, არჩევისას უნდა იფიქროთ - აუცილებელია ასეთი მაღალი სიზუსტე ყოველდღიურ გამოყენებაში? ასევე, უბრალო მანქანის მოყვარულისთვის არც ისე მნიშვნელოვანია, რომელი სანავიგაციო სისტემა გამოიყენოს - რუსული თუ ამერიკული. არც GPS და არც GLONASS არ მოგცემთ დაკარგვის საშუალებას და მიგიყვანთ სასურველ დანიშნულებამდე.

ჯერ კიდევ ძნელი დასაჯერებელია, რომ ჩვენს ეპოქაში „ველური“ ვაჭრობა არის აბსოლუტურად უფასო (თუ ტექნიკური საშუალებები ხელმისაწვდომია) შესაძლებლობა, განსაზღვრო შენი მდებარეობა მსოფლიოს ნებისმიერ წერტილში. ეს არის მე-20 საუკუნის ერთ-ერთი უდიდესი გამოგონება! ეს მრავალმილიარდ დოლარიანი სისტემა (დღეს რამდენიმე მათგანია) გააზრებული იყო, პირველ რიგში, თავდაცვის (და მეცნიერების) ინტერესებიდან გამომდინარე, მაგრამ ძალიან ცოტა დრო გავიდა და თითქმის ყველა ადამიანმა დაიწყო მისი გამოყენება ყოველდღე. GPS ნავიგატორში ვგულისხმობთ სპეციალურ რადიო მიმღებს მიმდინარე მდებარეობის (პოზიციონირების) გეოგრაფიული კოორდინატების დასადგენად.

ამ პოსტის დაწერა ვიწრო წრეში ცნობილი ტურისტის ფრაზამ მიბიძგა გარმინის ნავიგატორიეტრექსი 30x.
აქ არის ციტატა მისი სტატიიდან: "სატელიტური სისტემა: GPS/GPS+Glonass/დემო რეჟიმი. არ გაფიქრებინებს, რომ მხოლოდ Glonass-ის ჩართვა არ შეიძლება? ასე რომ ის იქ არ არის. ინსტრუქციებში არაფერია ნათქვამი ამის შესახებ. შეგიძლიათ აიღოთ Garmin ერთ ხელში მხოლოდ გართობის მიზნით, ხოლო მეორეში გლონასის მქონე სმარტფონში, გახსენით სატელიტური ეკრანი და სცადეთ იპოვოთ მსგავსი.
რას ფიქრობთ ამ განცხადებაზე? უბრალოდ არ იჩქაროთ დაუყოვნებლივ შემოწმება. ვინაიდან აქ ჩნდება ცნებები "GPS", "GLONASS" და "Garmin", ჩვენ მოგვიწევს თემის სრულად გაშუქება.

1 - GPS
პირველი გლობალური პოზიციონირების სისტემა იყო ამერიკული NAVSTAR სისტემა, რომელიც 1973 წლით თარიღდება. უკვე 1978 წელს გაუშვა პირველი თანამგზავრი, რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს გლობალური პოზიციონირების სისტემის (GPS) ეპოქის დასაწყისად, ხოლო 1993 წელს ორბიტალური თანავარსკვლავედი შედგებოდა 24 კოსმოსური ხომალდისგან (SV), მაგრამ მხოლოდ 2000 წელს (დეაქტივაციის შემდეგ). შერჩევითი წვდომის რეჟიმის) რეგულარული ოპერაცია დაიწყო სამოქალაქო მომხმარებლებისთვის.
NAVSTAR-ის თანამგზავრები განლაგებულია 20200 კმ სიმაღლეზე 55°-ის დახრილობით (ექვს სიბრტყეში) და ორბიტალური პერიოდით 11 საათი 58 წუთი. GPS იყენებს 1984 წლის მსოფლიო გეოდეზიურ სისტემას (WGS-84), რომელიც გახდა სტანდარტული კოორდინატთა სისტემა მთელი მსოფლიოსთვის. ყველა ნავიგატორი განსაზღვრავს მდებარეობას (კოორდინატების ჩვენება) ამ სისტემაში ნაგულისხმევად.

თანავარსკვლავედი ამჟამად შედგება 32 თანამგზავრისგან. სისტემაში ყველაზე ადრე არის 1993 წლის 22 ნოემბრიდან, უახლესი (ბოლო) არის 2015 წლის 9 დეკემბერი.

()

2 - გლონასი
შიდა სანავიგაციო სისტემა დაიწყო Cicada სისტემით, რომელიც შედგება ოთხი თანამგზავრისგან 1979 წელს. GLONASS სისტემა საცდელ ექსპლუატაციაში შევიდა 1993 წელს. 1995 წელს განლაგდა სრული ორბიტალური თანავარსკვლავედი (პირველი თაობის 24 Glonass თანამგზავრი) და დაიწყო სისტემის ნორმალური მუშაობა. 2004 წლიდან გაშვებულია ახალი Glonass-M თანამგზავრები, რომლებიც ავრცელებენ ორ სამოქალაქო სიგნალს L1 და L2 სიხშირეებზე.
GLONASS-ის თანამგზავრები განლაგებულია 19400 კმ სიმაღლეზე 64,8° დახრილობით (სამ სიბრტყეში) და პერიოდი 11 საათი 15 წუთი.

თანავარსკვლავედი ამჟამად შედგება 24 თანამგზავრისგან. სისტემაში ყველაზე ადრე არის 2007 წლის 3 აპრილიდან, უახლესი (ბოლო) არის 2017 წლის 16 ოქტომბერი.

()

ცხრილი GLONASS სატელიტური ნომრებით. არსებობს GLONASS ნომერი და COSMOS ნომერი. ჩვენს სმარტფონებს აქვთ სრულიად განსხვავებული სატელიტური ნომრები. 1-დან ეს არის GPS, 68-დან - GLONASS.
უფრო მეტიც, ისინი განსხვავდებიან ნავიგატორში და სმარტფონში.

ახლა მოდით შევხედოთ ორბიტრონის პროგრამას. 4 აპრილის დღის მეორე ნახევარში, 10 GLONASS თანამგზავრი "გაფრინდა" ცაზე იჟევსკში.

ან სხვა ხედში - რუკაზე. არსებობს ყველა მონაცემი თითოეული თანამგზავრის შესახებ.

ორ სისტემას შორის მთავარი განსხვავებაა სიგნალი და მისი სტრუქტურა.
GPS სისტემა იყენებს კოდის გაყოფას. სტანდარტული ზუსტი კოდირებული სიგნალი (C/A კოდი), რომელიც გადაცემულია L1 დიაპაზონში (1575.42 MHz). სიგნალები მოდულირებულია ორი ტიპის ფსევდო შემთხვევითი მიმდევრობით: C/A კოდი და P კოდი. C/A - საჯაროდ ხელმისაწვდომი კოდი - არის PRN 1023 ციკლის გამეორების პერიოდით და პულსის გამეორების სიხშირით 1,023 MHz.
GLONASS სისტემაში არხების სიხშირის დაყოფა. ყველა თანამგზავრი იყენებს ერთსა და იმავე ფსევდო შემთხვევითი კოდის თანმიმდევრობას მკაფიო სიგნალების გადასაცემად, მაგრამ თითოეული თანამგზავრი გადასცემს სხვადასხვა სიხშირეზე 15-არხიანი სიხშირის განყოფილების გამოყენებით. ნავიგაციის რადიო სიგნალები სიხშირის დაყოფით ორ ზოლში: L1 (1.6 გჰც) და L2 (1.25 გჰც).
სიგნალის სტრუქტურა ასევე განსხვავებულია. ორბიტაზე თანამგზავრების მოძრაობის აღსაწერად ფუნდამენტურად განსხვავებული მათემატიკური მოდელები გამოიყენება. GPS-ისთვის ეს არის მოდელი ოსკულირებულ ელემენტებში. ეს მოდელი გულისხმობს, რომ თანამგზავრის ტრაექტორია იყოფა სექციებად, რომლებშიც მოძრაობები აღწერილია კეპლერის მოდელით, რომლის პარამეტრებიც იცვლება დროთა განმავლობაში. GLONASS სისტემა იყენებს დიფერენციალური მოძრაობის მოდელს.
ახლა კომბინაციის შესაძლებლობის საკითხს. 2011 წელი გავიდა GLONASS-ის მხარდაჭერის ეგიდით. მიმღებების დაპროექტებისას მნიშვნელოვანი იყო GLONASS-ისა და GPS-ის ტექნიკის მხარდაჭერის შეუთავსებლობის პრობლემების გადალახვა. ანუ, სიხშირით მოდულირებული GLONASS სიგნალი საჭიროებდა უფრო ფართო სიხშირის დიაპაზონს, ვიდრე იმპულსური კოდის მოდულაციის სიგნალები, რომლებიც გამოიყენება GPS-ის მიერ, გამტარი ფილტრები სხვადასხვა სიხშირის ცენტრებით და სხვადასხვა სიჩქარითსიგნალის ელემენტების გადაცემა. ნავიგატორებში ენერგიის დაზოგვის მიზნით რეკომენდებულია "მხოლოდ GPS" რეჟიმის ჩართვა.

3 - გარმინი
პორტატული სანავიგაციო მოწყობილობების ამერიკულმა მწარმოებელმა მსოფლიო პოპულარობა მოიპოვა, პირველ რიგში, ტურისტული GPS ნავიგატორების (GpsMap, eTrex, Oregon, Montana, Dakota სერიები) და მანქანის ნავიგატორების, სპორტული საათებისა და ექო ხმოვანების წყალობით. შტაბ-ბინა მდებარეობს ოლატეში, კანზასში. 2011 წლიდან Garmin-მა დაიწყო GPSMAP 62stc ნავიგატორების გაყიდვა GPS და GLONASS თანამგზავრებიდან სიგნალების მიღებისა და დამუშავების შესაძლებლობით. თუმცა, ინფორმაცია გამოყენებული ჩიპების მწარმოებლების შესახებ სავაჭრო საიდუმლოდ იქცა.

ორსისტემიანი მიმღების გამოყენება ხელს უწყობს ნავიგაციის ხარისხის გაუმჯობესებას რეალურ პირობებში, მაგრამ ორმაგი სისტემა გავლენას არ ახდენს კოორდინატების განსაზღვრის სიზუსტეზე. არასაკმარისი სიგნალი ერთი სისტემის თანამგზავრებიდან მოცემულ ადგილას და მოცემულ დროს ანაზღაურდება სხვა სისტემის თანამგზავრებით. "ხილული" თანამგზავრების მაქსიმალური რაოდენობა ცაზე იდეალურ პირობებში: GPS - 13, GLONASS - 10. სწორედ ამ მიზეზით არის ჩვეულებრივი (არაგეოდეზიური) მიმღების უმეტესობას აქვს 24 არხი.

გთავაზობთ 2016 წლის ტესტის შედეგებს. თქვენი ინფორმაციისთვის, NAP-4 და NAP-5 იყენებენ სანავიგაციო მიმღებებს იჟევსკის რადიოსადგურიდან MNP-M7 და MNP-M9.1 შესაბამისად.

დასკვნები. საუკეთესო შედეგები პოზიციონირების სიზუსტეში ექსპერიმენტის მარშრუტზე აჩვენა NAP-1, NAP-2, NAP-4. ყველა NAP-ს აქვს პოზიციონირების სიზუსტე, რომელიც საკმარისია ყველა რეჟიმში საიმედო ნავიგაციისთვის. ამავდროულად, პოზიციონირების სიზუსტე GPS რეჟიმში და კომბინირებულ რეჟიმში ოდნავ უკეთესია, ვიდრე GLONASS რეჟიმში.
NAP-3-ის შედეგები ექსპერიმენტული პროგრამული უზრუნველყოფით ჰორიზონტალური პოზიციონირების სიზუსტის თვალსაზრისით ყველა რეჟიმში უარესია, ვიდრე იგივე მიმღების სტანდარტული პროგრამული უზრუნველყოფის (NAP-2) შედეგები. სიმაღლის სიზუსტეში ასეთი განსხვავება არ არის. გამონაკლისი არის დიდი შეცდომები კომბინირებულ რეჟიმში, რომელიც გამოწვეულია NAP-ის მუშაობის ერთჯერადი უკმარისობით, რამაც გამოიწვია ძლიერი გადახრები.
NAP-5-ის შედეგები ზოგადად უარესია, ვიდრე წინა თაობის NAP-ის იგივე მწარმოებლის (NAP-4) შედეგები. იყო მცირე გაუმჯობესება ჰორიზონტალური პოზიციონირების სიზუსტეში GLONASS რეჟიმში. ()

ნავიგატორის ანტენა იღებს სატელიტური სიგნალებს და გადასცემს მათ მიმღებს, რომელიც ამუშავებს მათ. ჩიპები სანავიგაციო მოწყობილობებისთვის, რომლებიც მხარს უჭერენ GPS+Glonass-ს, დღეს იწარმოება მრავალი კომპანიის მიერ: Qualcomm (SiRFatlas V, drol_links Garmin-ს აქვს STA8088EXG მიმღები ერთ-ერთი უდიდესი ევროპული კომპანიის STMicroelectronics-ისგან.

დასკვნები Garmin ნავიგატორის მომხმარებლებისთვის:
1. Garmin-ის ნავიგატორებსა და საათებში (2011 წლის შემდეგ) შესაძლებელი გახდა არჩევა (სიგნალის მიღების და დამუშავების ჩართვა) ან GPS ან GPS+GLONASS. GLONASS ცალკე არ არის მოწოდებული იმის გამო, რომ ეს არის Garmin (როგორ შეიძლება ამერიკელებმა ჩართონ მხოლოდ რუსული?)
2. იდეალურ ან იდეალთან მიახლოებულ პირობებში (სტეპი, ბარი) მეორე სისტემა არ არის საჭირო. მთებში, ქალაქებსა და ჩრდილოეთ განედებში - ძალიან სასურველია. მაგრამ ენერგიის მოხმარება უფრო დიდი იქნება.
3. თუ სმარტფონების მწარმოებლებმა შეძლეს ამ ფუნქციის ჩასმა მათ კომპაქტურ მოწყობილობებში, მაშინ რატომ არ გააკეთა Garmin-მა ეს?
წარმატებები!

სატელიტური სანავიგაციო სისტემები GLONASS და GPS. ნაწილი 1

ე.პოვალიაევი, ს.ხუტორნოი

სატელიტური სანავიგაციო სისტემები GLONASS და GPS. ნაწილი 1

თქვენს ყურადღებას ვაქცევთ სტატიების სერიას, რომელიც ეძღვნება სატელიტური რადიო სანავიგაციო სისტემებს Glonass (გლობალური სანავიგაციო თანამგზავრული სისტემა) და GPS (გლობალური პოზიციონირების სისტემა). სერიის პირველ სტატიაში განხილულია სისტემების მშენებლობა და ექსპლუატაცია, სამომხმარებლო აღჭურვილობის სტრუქტურა და ფუნქციები (მიმღებები), ნავიგაციის პრობლემის გადაჭრის ალგორითმები და სისტემების განვითარების პერსპექტივები.

უძველესი დროიდან მოგზაურებს აინტერესებთ: როგორ განვსაზღვროთ მათი მდებარეობა დედამიწაზე? უძველესი ნავიგატორები ვარსკვლავებით ხელმძღვანელობდნენ, მოგზაურობის მიმართულების მითითებით: საშუალო სიჩქარისა და მოგზაურობის დროის ცოდნით, შესაძლებელი იყო კოსმოსში ნავიგაცია და მანძილის დადგენა საბოლოო დანიშნულებამდე. თუმცა, ამინდის პირობები ყოველთვის არ იყო მკვლევარების სასარგებლოდ, ამიტომ კურსის დაკარგვა რთული არ იყო. კომპასის მოსვლასთან ერთად ამოცანა მნიშვნელოვნად გამარტივდა. მოგზაური უკვე ნაკლებად იყო დამოკიდებული ამინდზე.

რადიოს ეპოქამ ახალი შესაძლებლობები გაუხსნა ხალხს. რადარის სადგურების მოსვლასთან ერთად, როდესაც შესაძლებელი გახდა მისი ზედაპირიდან ასახული რადარის სხივიდან ობიექტის მოძრაობის პარამეტრების და ფარდობითი მდებარეობის გაზომვა, გაჩნდა კითხვა გამოსხივებული სიგნალიდან ობიექტის მოძრაობის პარამეტრების გაზომვის შესაძლებლობის შესახებ. 1957 წელს სსრკ-ში მეცნიერთა ჯგუფმა ვ.ა. კოტელნიკოვამ ექსპერიმენტულად დაადასტურა დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრის (AES) მოძრაობის პარამეტრების განსაზღვრის შესაძლებლობა ამ თანამგზავრის მიერ გამოსხივებული სიგნალის დოპლერის სიხშირის ცვლის გაზომვების შედეგების საფუძველზე. მაგრამ, რაც მთავარია, შეიქმნა ინვერსიული პრობლემის გადაჭრის შესაძლებლობა - მიმღების კოორდინატების პოვნა თანამგზავრიდან გამოსხივებული სიგნალის გაზომილი დოპლერის ცვლადან, თუ ცნობილია ამ თანამგზავრის მოძრაობის პარამეტრები და კოორდინატები. ორბიტაზე გადაადგილებისას თანამგზავრი გამოსცემს გარკვეული სიხშირის სიგნალს, რომლის ნომინალური მნიშვნელობა ცნობილია მიმღებ ბოლოში (მომხმარებელი). თანამგზავრის პოზიცია დროის თითოეულ მომენტში ცნობილია, ის შეიძლება გამოითვალოს სატელიტის სიგნალში მოცემული ინფორმაციის საფუძველზე. მომხმარებელი, რომელიც გაზომავს მასზე შემოსული სიგნალის სიხშირეს, ადარებს მას საცნობარო და ამით ითვლის დოპლერის სიხშირის ცვლას თანამგზავრის მოძრაობის გამო. გაზომვები მიიღება განუწყვეტლივ, რაც საშუალებას გაძლევთ შექმნათ დოპლერის სიხშირის შეცვლის ფუნქცია. დროის გარკვეულ მომენტში სიხშირე ნულდება და შემდეგ იცვლის ნიშანს. იმ მომენტში, როდესაც დოპლერის სიხშირე უდრის ნულს, მომხმარებელი იმყოფება იმ ხაზზე, რომელიც ნორმალურია თანამგზავრის მოძრაობის ვექტორისთვის. დოპლერის სიხშირის მრუდის ფერდობის დამოკიდებულების გამოყენებით მომხმარებელსა და თანამგზავრს შორის მანძილიდან და გაზომეთ დროში, როდესაც დოპლერის სიხშირე ნულის ტოლია, შესაძლებელია მომხმარებლის კოორდინატების გამოთვლა.

ამრიგად, დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრი ხდება რადიო სანავიგაციო საცნობარო სადგური, რომლის კოორდინატები დროში იცვლება თანამგზავრის ორბიტალური მოძრაობის გამო, მაგრამ შეიძლება წინასწარ გამოითვალოს დროის ნებისმიერ მომენტში თანამგზავრის სანავიგაციო სიგნალში ჩადებული ეფემერის ინფორმაციის წყალობით.

1958–1959 წლებში ლენინგრადის საჰაერო ძალების საინჟინრო აკადემიაში (LVVIA). ა.ფ. მოჟაისკიმ, სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის თეორიული ასტრონომიის ინსტიტუტმა, სსრკ მეცნიერებათა აკადემიის ელექტრომექანიკის ინსტიტუტმა, ორმა საზღვაო კვლევითმა ინსტიტუტმა და გორკის ფიზიკურ მეცნიერებათა სამეცნიერო კვლევითმა ინსტიტუტმა ჩაატარეს კვლევა თემაზე "Sputnik", რომელიც მოგვიანებით გახდა. საფუძველი პირველი შიდა დაბალი ორბიტის სანავიგაციო სატელიტური სისტემის "Cicada"-ს მშენებლობისთვის. და 1963 წელს დაიწყო მუშაობა ამ სისტემის მშენებლობაზე. 1967 წელს ორბიტაზე გაუშვა პირველი შიდა სანავიგაციო თანამგზავრი Kosmos-192. პირველი თაობის რადიო სანავიგაციო სატელიტური სისტემების დამახასიათებელი თვისებაა დაბალი ორბიტის თანამგზავრების გამოყენება და ჰაერში ხილული ერთი სიგნალის გამოყენება ობიექტის სანავიგაციო პარამეტრების გასაზომად. მომენტშითანამგზავრი შემდგომში „Cicada“ სისტემის თანამგზავრები აღიჭურვა მიმღები აღჭურვილობით გასაჭირში მყოფი ობიექტების გამოსავლენად.

ამის პარალელურად, სსრკ-ს მიერ პირველი ხელოვნური დედამიწის თანამგზავრის წარმატებული გაშვების შემდეგ, აშშ-ში, ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის გამოყენებითი ფიზიკის ლაბორატორიაში, მიმდინარეობს მუშაობა გამოსხივებული სიგნალის პარამეტრების გაზომვის შესაძლებლობასთან დაკავშირებით. თანამგზავრის მიერ. გაზომვების საფუძველზე გამოითვლება თანამგზავრის მოძრაობის პარამეტრები მიწის დაკვირვების წერტილთან მიმართებაში. შებრუნებული პრობლემის გადაჭრა დროის საკითხია.

ამ კვლევების საფუძველზე, პირველი თაობის დოპლერის სატელიტური რადიო სანავიგაციო სისტემა "ტრანზიტი" შეიქმნა აშშ-ში 1964 წელს. მისი მთავარი მიზანია ნავიგაციის მხარდაჭერა წყალქვეშა ნავებიდან Polaris ბალისტიკური რაკეტების გაშვებისთვის. სისტემის მამად ითვლება გამოყენებითი ფიზიკის ლაბორატორიის დირექტორი რ.კერშნერი. სისტემა ხელმისაწვდომი გახდა კომერციული გამოყენებისთვის 1967 წელს. ისევე, როგორც Cicada სისტემაში, სატრანზიტო სისტემაში წყაროს კოორდინატები გამოითვლება სიგნალის დოპლერის სიხშირის გადაადგილებიდან 7 ხილული თანამგზავრიდან ერთ-ერთიდან. სატელიტურ სისტემებს აქვთ წრიული პოლარული ორბიტები, რომელთა სიმაღლე დედამიწის ზედაპირზე ~ 1100 კმ-ია, ტრანზიტის თანამგზავრების ორბიტალური პერიოდი 107 წუთია. წყაროს კოორდინატების გაანგარიშების სიზუსტე პირველი თაობის სისტემებში დიდწილად დამოკიდებულია წყაროს სიჩქარის განსაზღვრის შეცდომაზე. ასე რომ, თუ ობიექტის სიჩქარე განისაზღვრება შეცდომით 0,5 მ, მაშინ ეს თავის მხრივ გამოიწვევს შეცდომას ~ 500 მ კოორდინატების განსაზღვრაში სტაციონარული ობიექტისთვის ეს მნიშვნელობა მცირდება 50 მ-მდე.

გარდა ამისა, ამ სისტემებში უწყვეტი მუშაობა შეუძლებელია. იმის გამო, რომ სისტემები დაბალ ორბიტაზეა, დრო, რომლის განმავლობაშიც თანამგზავრი იმყოფება მომხმარებლის ხედვაში, არ აღემატება ერთ საათს. გარდა ამისა, მომხმარებლის ხილვადობის ზონაში სხვადასხვა თანამგზავრების გავლას შორის დრო დამოკიდებულია გეოგრაფიულ განედზე, რომელზეც ის მდებარეობს და შეიძლება მერყეობდეს 35-დან 90 წუთამდე. ამ ინტერვალის შემცირება თანამგზავრების რაოდენობის გაზრდით შეუძლებელია, რადგან ყველა თანამგზავრი ასხივებს სიგნალებს იმავე სიხშირით.

ამიტომ, სატელიტი სანავიგაციო სისტემებიმეორე თაობას აქვს რამდენიმე მნიშვნელოვანი ხარვეზები. უპირველეს ყოვლისა, არასაკმარისი სიზუსტეა დინამიური ობიექტების კოორდინატების განსაზღვრაში. კიდევ ერთი მინუსი არის გაზომვების უწყვეტობის ნაკლებობა.

ერთ-ერთი მთავარი პრობლემა, რომელიც წარმოიქმნება სატელიტური სისტემების შექმნისას, რომლებიც უზრუნველყოფენ სანავიგაციო განმარტებებს რამდენიმე თანამგზავრისთვის, არის სატელიტური სიგნალების (დროის მასშტაბები) ურთიერთ სინქრონიზაცია საჭირო სიზუსტით. სატელიტური საცნობარო ოსცილატორების შეუსაბამობა 10 ns-ით იწვევს შეცდომას სამომხმარებლო კოორდინატების 10-15 მ-ის განსაზღვრისას. მეორე პრობლემა, რომელსაც დეველოპერები შეხვდნენ მაღალი ორბიტის სატელიტური სანავიგაციო სისტემების შექმნისას, იყო თანამგზავრის ორბიტალური პარამეტრების მაღალი სიზუსტის განსაზღვრა და პროგნოზირება. მიმღები მოწყობილობა, რომელიც გაზომავს სხვადასხვა თანამგზავრიდან სიგნალების შეფერხებებს, ითვლის მომხმარებლის კოორდინატებს.

ამ მიზნებისათვის 1967 წელს აშშ-ს საზღვაო ფლოტმა შეიმუშავა პროგრამა, რომელმაც გაუშვა თანამგზავრი TIMATION-I, ხოლო 1969 წელს TIMATION-II თანამგზავრი. ამ თანამგზავრების ბორტზე გამოყენებული იყო კრისტალური ოსცილატორები. ამავდროულად, აშშ-ს საჰაერო ძალები ერთდროულად ახორციელებდნენ თავის პროგრამას ფართოზოლოვანი ფსევდო ხმაურის კოდის (PRN) მოდულირებული სიგნალების გამოსაყენებლად. ასეთი კოდის კორელაციური თვისებები საშუალებას იძლევა გამოიყენოს ერთი სიგნალის სიხშირე ყველა თანამგზავრისთვის, სხვადასხვა თანამგზავრიდან სიგნალების კოდის გამოყოფით. მოგვიანებით, 1973 წელს, ეს ორი პროგრამა გაერთიანდა ერთ საერთო პროგრამაში, სახელწოდებით "Navstar-GPS". 1996 წლისთვის სისტემის განლაგება დასრულდა. ამჟამად ხელმისაწვდომია 28 აქტიური თანამგზავრი.

სსრკ-ში მაღალი ორბიტის სატელიტური სანავიგაციო სისტემის Glonass-ის ფრენის ტესტები დაიწყო 1982 წელს Cosmos-1413 თანამგზავრის გაშვებით. სისტემის მთლიანობაში და კოსმოსური სეგმენტისთვის მთავარი შემქმნელი და შემქმნელია NPO Applied Mechanics (კრასნოიარსკი), ხოლო სანავიგაციო კოსმოსური ხომალდისთვის - PO Polet (ომსკი). რადიოსაინჟინრო კომპლექსების მთავარი შემქმნელია RNIIKP; რუსეთის რადიო ნავიგაციისა და დროის ინსტიტუტი იყო პასუხისმგებელი მომხმარებლისთვის დროებითი კომპლექსის, სინქრონიზაციის სისტემისა და სანავიგაციო აღჭურვილობის შექმნაზე.

ქსელური რადიო სანავიგაციო სატელიტური სისტემა (RNSS) Glonass

Glonass სისტემა შექმნილია ზედაპირის მოძრავი ობიექტების გლობალური ოპერაციული ნავიგაციისთვის. SRNSS შეიქმნა თავდაცვის სამინისტროს დაკვეთით. თავისი სტრუქტურით, Glonass, ისევე როგორც GPS, განიხილება ორმაგი მოქმედების სისტემა, ანუ მისი გამოყენება შესაძლებელია როგორც სამხედრო, ასევე სამოქალაქო მიზნებისთვის.

სისტემა მთლიანობაში მოიცავს სამ ფუნქციურ ნაწილს (პროფესიულ ლიტერატურაში ამ ნაწილებს სეგმენტებს უწოდებენ) (ნახ. 1).

სურათი 1. მაღალი ორბიტის სანავიგაციო სისტემების სეგმენტები Glonass და GPS

კოსმოსური სეგმენტი, რომელიც მოიცავს დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების (სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სანავიგაციო კოსმოსური ხომალდების) ორბიტალურ თანავარსკვლავედს;
საკონტროლო სეგმენტი, სახმელეთო კონტროლის კომპლექსი (GCU) კოსმოსური ხომალდების ორბიტალური თანავარსკვლავედისთვის;
სისტემის მომხმარებლის აღჭურვილობა.

ამ სამი ნაწილიდან, ბოლო, მომხმარებლის აღჭურვილობა, ყველაზე მრავალრიცხოვანია. Glonass სისტემა მოთხოვნის გარეშეა, ამიტომ სისტემის მომხმარებელთა რაოდენობას მნიშვნელობა არ აქვს. გარდა ძირითადი ფუნქციისა - ნავიგაციის განმარტებებისა - სისტემა იძლევა სიხშირისა და დროის სტანდარტების მაღალი სიზუსტის ორმხრივ სინქრონიზაციას დისტანციურ ადგილზე ობიექტებზე და ურთიერთ გეოდეზიურ მითითებას. გარდა ამისა, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას ობიექტის ორიენტაციის დასადგენად სანავიგაციო სატელიტური სიგნალების ოთხი მიმღებიდან მიღებული გაზომვების საფუძველზე.

Glonass-ის სისტემაში რადიო ნავიგაციის საცნობარო სადგურად გამოიყენება ნავიგაციის კოსმოსური ხომალდები (NSV), რომლებიც ბრუნავს წრიულ გეოსტაციონალურ ორბიტაზე ~ 19100 კმ სიმაღლეზე (ნახ. 2). დედამიწის გარშემო თანამგზავრის ორბიტული პერიოდი საშუალოდ 11 საათი 45 წუთია. თანამგზავრის მუშაობის დრო 5 წელია, ამ დროის განმავლობაში მისი ორბიტის პარამეტრები არ უნდა განსხვავდებოდეს ნომინალური მნიშვნელობებისგან 5% -ზე მეტით. თავად თანამგზავრი წარმოადგენს ჰერმეტულ კონტეინერს 1,35 მ დიამეტრით და 7,84 მ სიგრძით, რომლის შიგნით სხვადასხვა ტიპის აღჭურვილობაა მოთავსებული. ყველა სისტემა იკვებება მზის პანელებით. თანამგზავრის საერთო მასა 1415 კგ. საბორტო აღჭურვილობაში შედის: საბორტო სანავიგაციო გადამცემი, ქრონიზატორი (საათი), საბორტო მართვის კომპლექსი, ორიენტაციისა და სტაბილიზაციის სისტემა და ა.შ.

სურათი 2. GLONASS და GPS სისტემების კოსმოსური სეგმენტი

სურათი 3. გლონასის სისტემის მიწის კონტროლის კომპლექსის სეგმენტი

სურათი 4. მიწის კონტროლის კომპლექსის სეგმენტი GPS სისტემები

GLONASS სისტემის სახმელეთო კონტროლის რთული სეგმენტი ასრულებს შემდეგ ფუნქციებს:

ეფემერის და დროის სიხშირის მხარდაჭერა;
რადიო ნავიგაციის ველის მონიტორინგი;
თანამგზავრების რადიოტელემეტრიული მონიტორინგი;
სატელიტის ბრძანება და პროგრამული რადიო კონტროლი.

სხვადასხვა თანამგზავრების დროის მასშტაბების საჭირო სიზუსტით სინქრონიზაციისთვის, სატელიტის ბორტზე გამოიყენება ცეზიუმის სიხშირის სტანდარტები 10-13 რიგის შედარებითი არასტაბილურობით. მიწის კონტროლის კომპლექსი იყენებს წყალბადის სტანდარტს 10-14 ფარდობითი არასტაბილურობით. გარდა ამისა, NKU მოიცავს სატელიტური დროის მასშტაბების კორექტირების საშუალებებს საცნობარო მასშტაბთან შედარებით ცდომით 3-5 ns.

მიწის სეგმენტი უზრუნველყოფს თანამგზავრების ეფემერის მხარდაჭერას. ეს ნიშნავს, რომ სატელიტის მოძრაობის პარამეტრები განისაზღვრება ადგილზე და ამ პარამეტრების მნიშვნელობები წინასწარ განსაზღვრული დროის განმავლობაშია პროგნოზირებული. პარამეტრები და მათი პროგნოზი შედის სატელიტის მიერ გადაცემულ სანავიგაციო შეტყობინებაში სანავიგაციო სიგნალის გადაცემასთან ერთად. ეს ასევე მოიცავს დრო-სიხშირის კორექტირებას სატელიტის ბორტზე დროის მასშტაბის სისტემის დროთან შედარებით. სატელიტის მოძრაობის პარამეტრების გაზომვა და პროგნოზირება ხორციელდება სისტემის ბალისტიკურ ცენტრში, თანამგზავრამდე მანძილის ტრაექტორიული გაზომვების შედეგების საფუძველზე და მისი რადიალური სიჩქარით.

ქსელური რადიო სანავიგაციო სატელიტური სისტემა GPS

ამერიკული GPS სისტემა თავისებურად ფუნქციონირებაშიდა Glonass სისტემის მსგავსი. მისი მთავარი მიზანია მომხმარებელთა კოორდინატების, სიჩქარის ვექტორის კომპონენტების მაღალი სიზუსტის განსაზღვრა და სისტემის დროის მასშტაბთან დაკავშირება. საშინაო სისტემის მსგავსად, GPS სისტემა შეიქმნა აშშ-ს თავდაცვის დეპარტამენტისთვის და მის კონტროლს ექვემდებარება. ინტერფეისის კონტროლის დოკუმენტის მიხედვით, სისტემის ძირითადი დეველოპერები არიან:

კოსმოსური სეგმენტისთვის - Rockwell International Space Division, Martin Marietta Astro Space Division;
მართვის სეგმენტში - IBM, ფედერალური სისტემის კომპანია;
სამომხმარებლო სეგმენტის მიხედვით - Rockwell International, Collins Avio-nics & Communication Division.

Glonass სისტემის მსგავსად, GPS შედგება კოსმოსური სეგმენტისგან, ხმელეთზე დაფუძნებული ბრძანებისა და გაზომვის კომპლექსისგან და სამომხმარებლო სეგმენტისგან.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, GPS ორბიტალური თანავარსკვლავედი შედგება 28 სანავიგაციო კოსმოსური ხომალდისგან. ყველა მათგანი წრიულ ორბიტაზეა, დედამიწის გარშემო ბრუნვის პერიოდი უდრის 12 საათს. თითოეული თანამგზავრის ორბიტალური სიმაღლეა ~20000 კმ. GPS სისტემის თანამგზავრებმა განიცადეს მრავალი გაუმჯობესება, რამაც გავლენა მოახდინა მათ მთლიან შესრულებაზე. მაგიდაზე 1 გვიჩვენებს სისტემაში გამოყენებული კოსმოსური ხომალდის მოკლე მახასიათებლებს.

ცხრილი 1. GPS სისტემაში გამოყენებული კოსმოსური ხომალდების მახასიათებლები

სატელიტის ტიპი	მასა ორბიტაზე	ენერგიის წყაროების სიმძლავრე, ვ	აქტიური არსებობის სავარაუდო პერიოდი	პირველი თანამგზავრის გაშვების წელი
ბლოკი-I	525	440	-	1978
ბლოკი-II	844	710	5	1989
ბლოკი-IIR	1094	1250	7,5	1997
ბლოკი-IIF	-	-	14–15	2001–2002

ცხრილი 2. GLONASS და GPS სისტემების შედარებითი მახასიათებლები

ინდიკატორი	გლონასი	GPS
კოსმოსური ხომალდების რაოდენობა სრულ ორბიტულ თანავარსკვლავედში	24	24
ორბიტალური სიბრტყეების რაოდენობა	3	6
კოსმოსური ხომალდების რაოდენობა თითოეულ თვითმფრინავში	8	4
ორბიტალური დახრილობა	64.8º	55º
ორბიტის სიმაღლე, კმ	19 130	20 180
თანამგზავრის ორბიტალური პერიოდი	11 საათი 15 წუთი 44 წ	11 საათი 58 წუთი 00 წ
საკოორდინაციო სისტემა	PZ-90	WGS-84
სანავიგაციო კოსმოსური ხომალდის მასა, კგ	1450	1055
მზის პანელების სიმძლავრე, W	1250	450
აქტიური არსებობის ხანგრძლივობა, წლები	3	7,5
ორბიტაზე კოსმოსური ხომალდის გაშვების საშუალება	"Proton-K/DM"	დელტა 2
გაშვებული კოსმოსური ხომალდების რაოდენობა ერთ გაშვებაზე	3	1
კოსმოდრომი	ბაიკონური (ყაზახეთი)	კანავერალის კონცხი
საცნობარო დრო	UTC(SU)	UTC(NO)
წვდომის მეთოდი	FDMA	CDMA
გადამყვანის სიხშირე: L1 L2	1598,0625-1604,25 7/9 L1	1575,42 60/77 L1
პოლარიზაცია	მემარჯვენე	მემარჯვენე
ფსევდო-ხმაურის მიმდევრობის ტიპი	m-მიმდევრობა	ოქროს კოდი
კოდის ელემენტების რაოდენობა: C/A პ	511 51 1000	1023 2.35x1014
კოდირების სიჩქარე, მბიტ/წმ: C/A პ	0,511 5,11	1,023 10,23
სისტემური რადიო ჩარევის დონე, dB	-48	-21,6
ნავიგაციის შეტყობინებების სტრუქტურა
გადაცემის სიჩქარე, ბიტი/წმ	50	50
მოდულაციის ტიპი	BPSK (მანჩესტერი)	BPSK NRZ
სუპერჩარჩოების სიგრძე, მინ.	2.5 (5 ჩარჩო)	12.5 (25 კადრი)
ჩარჩოს სიგრძე, ს	30 (15 ხაზი)	30 (5 ხაზი)
ხაზის სიგრძე, ს	2	6

ზოგადად სისტემის და კონკრეტულად თანამგზავრების შემუშავებისას დიდი ყურადღება ეთმობა ავტონომიური მუშაობის საკითხებს. ამრიგად, პირველი თაობის კოსმოსური ხომალდი (Block-I) უზრუნველყოფდა სისტემის ნორმალურ მუშაობას (იგულისხმება, მნიშვნელოვანი შეცდომების გარეშე კოორდინატების განსაზღვრაში) კონტროლის სეგმენტის ჩარევის გარეშე 3-4 დღის განმავლობაში. Block-II მოწყობილობებში ეს პერიოდი გაიზარდა 14 დღემდე. NKA-ს ახალ მოდიფიკაციაში Block-IIR იძლევა ავტონომიურ მუშაობას 180 დღის განმავლობაში მიწიდან ორბიტალური პარამეტრების კორექტირების გარეშე, თანამგზავრების ურთიერთსინქრონიზაციისთვის მხოლოდ ავტონომიური კომპლექსის გამოყენებით. Block-IIF მოწყობილობები განკუთვნილია გამოყენებული Block-IIR-ების ჩანაცვლებისთვის.

Glonass სისტემის სანავიგაციო რადიოსიგნალების სტრუქტურა

Glonass სისტემა იყენებს სიხშირის გაყოფის MA (FDMA) სიგნალებს, რომლებიც გამოსხივებულია თითოეული თანამგზავრის მიერ - ორი ფაზის ცვლის ღილაკებით. პირველი სიგნალის სიხშირე არის L1 ~ 1600 MHz დიაპაზონში, ხოლო მეორის სიხშირე L2 ~ 1250 MHz დიაპაზონში. L1 და L2 ზოლებში გადაცემული რადიოსიგნალების ოპერაციული სიხშირეების ნომინალური მნიშვნელობები განისაზღვრება გამოხატვით:

f k1 = f 1 + kD f 1
f k2 = f 2 + kD f 2 k = 0.1,...,24, (1)

სადაც k = 0,1,...,24 - სატელიტური მოქმედი სიხშირეების ასოების (არხების) რიცხვები;

f 1 = 1602 MHz; D f 1 = 9/16 = 0,5625 MHz;
f 2 = 1246 MHz; D f 2 = 7/16 = 0,4375 MHz.

თითოეული თანამგზავრისთვის, სიგნალების ოპერაციული სიხშირეები L1 და L2 დიაპაზონში თანმიმდევრულია და იქმნება ერთი სიხშირის სტანდარტიდან. თითოეული თანამგზავრის ოპერაციული გადამზიდავი სიხშირეების თანაფარდობაა:

D f k1 / D f k2 = 7/9.

საბორტო გენერატორის ნომინალური სიხშირე, დედამიწის ზედაპირზე მდებარე დამკვირვებლის თვალსაზრისით, არის 5.0 MHz.

L1 დიაპაზონში, Glonass სისტემის თითოეული თანამგზავრი ასხივებს 2 მატარებელს იმავე სიხშირით, რომლებიც გადაადგილდებიან ფაზაში 90º-ით (ნახ. 5).

სურათი 5. GLONASS და GPS სისტემების გადამზიდავი სიგნალების ვექტორული დიაგრამა

ერთ-ერთი მატარებელი გადის 180º ფაზის ცვლის კლავიშს. მოდულატორული სიგნალი მიიღება მოდულო 2-ის სამი ორობითი სიგნალის დამატებით (ნახ. 6):

უხეში დიაპაზონის კოდი, რომელიც გადაცემულია 511 კბიტ/წმ სიჩქარით (ნახ. 6c);
50 ბიტი/წმ სიჩქარით გადაცემული სანავიგაციო მონაცემების თანმიმდევრობები (ნახ. 6ა);
მეანდრის რხევა გადაცემული 100 ბიტი/წმ სიჩქარით (ნახ. 6ბ).

სურათი 6. GLONASS სიგნალის სტრუქტურა

სიგნალი L1 დიაპაზონში (GPS-ში C/A კოდის მსგავსი) ხელმისაწვდომია ყველა მომხმარებლისთვის კოსმოსური ხომალდის ხილვადობის დიაპაზონში. L2 ზოლში სიგნალი განკუთვნილია სამხედრო მიზნებისთვის და მისი სტრუქტურა არ არის გამჟღავნებული.

ნავიგაციის შეტყობინებების შემადგენლობა და სტრუქტურა Glonass სისტემის თანამგზავრებიდან

სანავიგაციო შეტყობინება იქმნება განუწყვეტლივ შემდეგი ხაზების სახით, თითოეული გრძელდება 2 წამი. ხაზის პირველი ნაწილი (1,7 წმ ინტერვალი) შეიცავს ნავიგაციის მონაცემებს, ხოლო მეორე (0,3 წმ) შეიცავს დროის შტამპს. ეს არის შემცირებული ფსევდო შემთხვევითი თანმიმდევრობა, რომელიც შედგება 30 სიმბოლოსგან, საათის სიხშირით 100 bps.

ნავიგაციის შეტყობინებები Glonass სისტემის თანამგზავრებიდან მომხმარებლებს სჭირდებათ ნავიგაციის განსაზღვრისთვის და თანამგზავრებთან საკომუნიკაციო სესიების დაგეგმვისთვის. მათი შინაარსიდან გამომდინარე, სანავიგაციო შეტყობინებები იყოფა ოპერატიულ და არაოპერატიულ ინფორმაციად.

ოპერატიული ინფორმაცია ეხება თანამგზავრს, რომლის სიგნალიდანაც იგი მიიღეს. ოპერატიული ინფორმაცია მოიცავს:

დროის შტამპების დიგიტალიზაცია;
ფარდობითი განსხვავება თანამგზავრის გადამზიდავი სიხშირესა და ნომინალურ მნიშვნელობას შორის;
ეფემერული ინფორმაცია.

ეფემერული ინფორმაციის დრო და დრო-სიხშირის კორექტირება, რომელსაც აქვს ნახევარსაათიანი სიმრავლე დღის დასაწყისიდან, შესაძლებელს ხდის ზუსტად განსაზღვროს გეოგრაფიული კოორდინატებიდა თანამგზავრის სიჩქარე.

არაოპერაციული ინფორმაცია შეიცავს ალმანახს, მათ შორის:

მონაცემები სისტემაში არსებული ყველა თანამგზავრის მდგომარეობის შესახებ;
სატელიტური დროის მასშტაბის ცვლა სისტემის მასშტაბთან შედარებით;
სისტემის ყველა თანამგზავრის ორბიტალური პარამეტრები;
გლონასის სისტემის დროის მასშტაბის კორექტირება.

კოსმოსური ხომალდის ოპტიმალური „თანავარსკვლავედის“ არჩევანი და გადამზიდავი სიხშირის დოპლერის ცვლის პროგნოზი უზრუნველყოფილია სისტემის ალმანახის ანალიზით.

ნავიგაციის შეტყობინებები Glonass სისტემის თანამგზავრებიდან სტრუქტურირებულია სუპერჩარჩოების სახით 2,5 წუთის ხანგრძლივობით. სუპერჩარჩოები შედგება ხუთი კადრისგან 30 წმ ხანგრძლივობით. თითოეული ჩარჩო შეიცავს 15 ხაზს 2 წამის ხანგრძლივობით. 2 წმ ხაზის ხანგრძლივობიდან ბოლო 0,3 წმ იკავებს დროის ნიშანს. დანარჩენი ხაზი შეიცავს ციფრული ინფორმაციის 85 სიმბოლოს, რომელიც გადაცემულია 50 ჰც სიხშირით.

თითოეული ჩარჩო შეიცავს ოპერატიული ინფორმაციის სრულ რაოდენობას და სისტემის ალმანახის ნაწილს. სრული ალმანახი შეიცავს მთელ სუპერჩარჩოში. ამ შემთხვევაში, სუპერჩარჩოების ინფორმაცია, რომელიც შეიცავს 1-4 სტრიქონებს, ეხება თანამგზავრს, საიდანაც ის მოდის (ოპერატიულ ნაწილზე) და არ იცვლება სუპერჩარჩოში.

GPS სისტემის სანავიგაციო რადიოსიგნალების სტრუქტურა

GPS სისტემა იყენებს კოდის გაყოფას MA (CDMA), ამიტომ ყველა თანამგზავრი ასხივებს სიგნალებს იმავე სიხშირით. თითოეული GPS თანამგზავრი ასხივებს ორ ფაზურ ცვლის სიგნალს. პირველი სიგნალის სიხშირეა L1 = 1575,42 MHz, ხოლო მეორე არის L2 = 1227,6 MHz. L1 გადამზიდავი სიხშირის სიგნალი მოდულირებულია ორი ორობითი მიმდევრობით, რომელთაგან თითოეული იქმნება მოდულის 2-ის შეჯამებით დიაპაზონის მაძიებლის კოდის და გადაცემული სისტემის და სანავიგაციო მონაცემების შეჯამებით, გენერირებული 50 ბიტი/წმ სიჩქარით. L1 სიხშირეზე გადაიცემა ორი კვადრატული კომპონენტი, ორფაზიანი მანიპულირება ორობითი მიმდევრობით. პირველი თანმიმდევრობა არის ზუსტი დიაპაზონის P კოდის მოდული 2 ჯამი ან კლასიფიცირებული კოდი Y და ნავიგაციის მონაცემები. მეორე თანმიმდევრობა ასევე არის უხეში C/A (ღია) კოდის და იგივე ნავიგაციის მონაცემების თანმიმდევრობის მოდულის 2 ჯამი.

L2 რადიო სიგნალზე ორფაზიანი მანიპულირება ხდება ორი ადრე განხილული თანმიმდევრობიდან მხოლოდ ერთით. მოდულატორული თანმიმდევრობის შერჩევა ხდება დედამიწიდან ბრძანებით.

თითოეული სატელიტი იყენებს დიაპაზონის კოდებს C/A და P(Y) მისთვის უნიკალური, რაც სატელიტური სიგნალების განცალკევების საშუალებას იძლევა. ზუსტი დიაპაზონის P(Y) კოდის ფორმირების პროცესში ერთდროულად იქმნება სატელიტური სიგნალის დროის შტამპები.

GPS თანამგზავრებიდან ნავიგაციის შეტყობინებების შემადგენლობა და სტრუქტურა

GPS თანამგზავრებიდან სანავიგაციო ინფორმაციის სტრუქტურული დაყოფა ხორციელდება სუპერჩარჩოებად, ჩარჩოებად, ქვეფრემებად და სიტყვებად. სუპერჩარჩოები იქმნება 25 კადრიდან და იღებს 750 წმ (12,5 წთ). ერთი ფრეიმი გადაიცემა 30 წამში და აქვს 1500 ბიტის ზომა. ჩარჩო დაყოფილია 5 ქვეფრემად 300 ბიტიანი თითოეული და გადაიცემა 6 წამის ინტერვალით. თითოეული ქვეფრამის დასაწყისი აღნიშნავს დროის ნიშანს, რომელიც შეესაბამება შემდეგი 6-წამიანი GPS სისტემის დროის ინტერვალის დაწყებას/დასრულებას. ქვეფრეიმი შედგება 10 30-ბიტიანი სიტყვისგან. თითოეულ სიტყვაში, 6 ყველაზე ნაკლებად მნიშვნელოვანი ბიტი არის გამშვები ბიტი.

1-ლ, მე-2 და მე-3 ქვეფრემებში გადაიცემა მონაცემები საათის კორექტირების პარამეტრებზე და კოსმოსური ხომალდის ეფემერული მონაცემების შესახებ, რომელთანაც კომუნიკაცია დამყარებულია. ამ ქვეფრემების შინაარსი და სტრუქტურა იგივე რჩება სუპერჩარჩოების ყველა გვერდზე. მე-4 და მე-5 ქვეჩარჩოები შეიცავს ინფორმაციას სისტემაში არსებული ყველა კოსმოსური ხომალდის კონფიგურაციისა და მდგომარეობის შესახებ, კოსმოსური ხომალდების ალმანახებს, სპეციალურ შეტყობინებებს, პარამეტრებს, რომლებიც აღწერს GPS დროის ურთიერთობას UTC-თან და ა.შ.

სატელიტური რადიო სანავიგაციო სიგნალების მიღებისა და გაზომვის პარამეტრების ალგორითმები

GPS და GLONASS სისტემების სამომხმარებლო სეგმენტი მოიცავს სატელიტური სიგნალის მიმღებებს. ამ სიგნალების პარამეტრების გაზომვით წყდება ნავიგაციის პრობლემა. მიმღები შეიძლება დაიყოს სამ ფუნქციურ ნაწილად:

რადიოსიხშირული ნაწილი;
ციფრული კორელატორი;
CPU.

ანტენა-მიმწოდებელი მოწყობილობის (ანტენის) გამოსასვლელიდან სიგნალი მიდის რადიოსიხშირულ ნაწილზე (სურ. 7). ამ ნაწილის მთავარი ამოცანაა შეყვანის სიგნალის გაძლიერება, ფილტრაცია, სიხშირის გადაქცევა და ანალოგური ციფრული გადაქცევა. გარდა ამისა, მიმღების ციფრული ნაწილის საათის სიხშირე მოდის მიმღების რადიოსიხშირული ნაწილიდან. რადიოსიხშირული ნაწილის გამოსასვლელიდან, შეყვანის სიგნალის ციფრული ნიმუშები მიეწოდება ციფრული კორელატორის შეყვანას.

სურათი 7. გენერალიზებული მიმღების სტრუქტურა

კორელატორში სიგნალის სპექტრი გადადის "ნულოვან" სიხშირეზე. ეს კეთდება კორელატორის შეყვანის სიგნალის გამრავლებით საცნობარო ჰარმონიულ რხევასთან ფაზაში და კვადრატულ არხებში. შემდეგ, გამრავლების შედეგი გადის კორელაციურ დამუშავებას საცნობარო დიაპაზონის კოდთან გამრავლებით და დიაპაზონის მაძიებლის კოდის პერიოდის განმავლობაში დაგროვებით. შედეგად ვიღებთ კორელაციულ ინტეგრალებს I და Q. კორელაციური ინტეგრალების წაკითხვები იგზავნება პროცესორზე PLL (ფაზა-ჩაკეტილი მარყუჟის) და DLL (დაყოვნებული თვალთვალის წრე) მარყუჟების შემდგომი დამუშავებისა და დახურვისთვის. მიმღებში სიგნალის პარამეტრების გაზომვა ხდება არა უშუალოდ შეყვანის სიგნალიდან, არამედ მისი ზუსტი ასლიდან, რომელიც გენერირებულია ფაზური მასივის და CVD სისტემებით. კორელაციური ინტეგრალები I და Q საშუალებას გაძლევთ შეაფასოთ საცნობარო და შეყვანის სიგნალების „მსგავსების“ ხარისხი (კორელაცია). კორელატორის ამოცანა, გარდა I და Q ინტეგრალების ფორმირებისა, არის საცნობარო სიგნალის ფორმირება პროცესორიდან მომავალი საკონტროლო მოქმედებების (საკონტროლო კოდების) შესაბამისად. გარდა ამისა, ზოგიერთ მიმღებში კორელატორი წარმოქმნის საცნობარო სიგნალების აუცილებელ ზომებს და გადასცემს მათ პროცესორს შემდგომი დამუშავებისთვის. ამავდროულად, ვინაიდან კორელატორში საცნობარო სიგნალები იქმნება პროცესორიდან მომდინარე საკონტროლო კოდების გამოყენებით, საცნობარო სიგნალების საჭირო გაზომვები შეიძლება განხორციელდეს უშუალოდ პროცესორში, შესაბამისად დამუშავდეს საკონტროლო კოდები, რაც კეთდება ბევრში. თანამედროვე მიმღებები.

რა სიგნალის პარამეტრებს ზომავს კორელატორი (პროცესორი)?

რადიოინჟინერიის გაზომვების დიაპაზონი ხასიათდება სიგნალის გავრცელების დროით საზომი ობიექტიდან საზომ წერტილამდე. GPS/GLONASS სანავიგაციო სისტემებში სიგნალების ემისია სინქრონიზებულია სისტემის დროის მასშტაბთან, უფრო ზუსტად, ამ სიგნალის გამომცემი თანამგზავრის დროის მასშტაბთან. ამავდროულად, მომხმარებელს აქვს ინფორმაცია თანამგზავრისა და სისტემის დროის მასშტაბის შეუსაბამობის შესახებ. თანამგზავრიდან გადაცემული ციფრული ინფორმაცია შესაძლებელს ხდის სისტემის დროში თანამგზავრის მიერ სიგნალის გარკვეული ფრაგმენტის (დროის შტამპის) ემისიის მომენტის დადგენას. ამ ფრაგმენტის მიღების მომენტი განისაზღვრება მიმღების დროის მასშტაბით. მიმღების (მომხმარებლის) დროის მასშტაბი იქმნება კვარცის სიხშირის სტანდარტების გამოყენებით, ამიტომ ხდება მიმღების დროის მასშტაბის მუდმივი „ცვლა“ სისტემის დროის მასშტაბთან შედარებით. სხვაობას სიგნალის ფრაგმენტის მიღების მომენტს შორის, რომელიც იზომება მიმღების დროის მასშტაბით, და მისი თანამგზავრის მიერ გამოსხივების მომენტს შორის, რომელიც იზომება თანამგზავრის მასშტაბით, გამრავლებული სინათლის სიჩქარეზე, ეწოდება ფსევდორანჟირება. რატომ ფსევდორანჟა? იმის გამო, რომ ის განსხვავდება ჭეშმარიტი დიაპაზონისგან სინათლის სიჩქარის ნამრავლის ტოლი რაოდენობით და მიმღების დროის მასშტაბის „ცვლის“ სისტემის დროის მასშტაბთან შედარებით. ნავიგაციის პრობლემის გადაჭრისას ეს პარამეტრი განისაზღვრება მომხმარებლის (მიმღების) კოორდინატებთან ერთად.

კორელატორში ჩამოყალიბებული კორელაციური ინტეგრალები შესაძლებელს ხდის სატელიტური სიგნალის მოდულაციის თვალყურის დევნებას საინფორმაციო სიმბოლოებით და გამოთვალოს დროის შტამპი შეყვანის სიგნალში. დროის შტამპები მიჰყვება 6 წამის ინტერვალით GPS-ისთვის და 2 წამის ინტერვალით GLONASS-ისთვის და ქმნიან ერთგვარ 6 (2) წამის მასშტაბს. ამ მასშტაბის ერთი განყოფილების ფარგლებში, დიაპაზონის მაძიებელი კოდის პერიოდები ქმნიან 1-ms მასშტაბს. ერთი მილიწამი თავის მხრივ იყოფა ცალკეულ ელემენტებად (ჩიპები, GPS ტერმინოლოგიაში): GPS-სთვის - 1023, GLONASS-ისთვის - 511. ამრიგად, დიაპაზონის კოდის ელემენტები შესაძლებელს ხდის შეცდომით განისაზღვროს დიაპაზონი თანამგზავრამდე. ~ 300 მ-ის უფრო ზუსტი განსაზღვრისთვის საჭიროა იცოდეთ დიაპაზონის კოდის გენერატორის ფაზა. კორელატორის საცნობარო ოსცილატორების აგების სქემები შესაძლებელს ხდის მისი ფაზის განსაზღვრას 0,01 პერიოდამდე სიზუსტით, რაც არის 3 მ ფსევდო დიაპაზონის განსაზღვრის სიზუსტე.

ფაზური ჩამკეტის სისტემის მიერ წარმოქმნილი საორიენტაციო ჰარმონიული რხევის პარამეტრების გაზომვების საფუძველზე განისაზღვრება თანამგზავრის მატარებლის რხევის სიხშირე და ფაზა. მისი გამგზავრება ნომინალურ მნიშვნელობასთან მიმართებაში მისცემს დოპლერის სიხშირის ცვლას, რომელიც გამოიყენება მომხმარებლის სიჩქარის შესაფასებლად თანამგზავრთან შედარებით. გარდა ამისა, გადამზიდის ფაზური გაზომვები შესაძლებელს ხდის სატელიტის დიაპაზონის გარკვევას რამდენიმე მმ შეცდომით.

მომხმარებლის კოორდინატების დასადგენად, აუცილებელია იცოდეთ თანამგზავრების კოორდინატები (მინიმუმ 4) და მანძილი მომხმარებლისგან თითოეულ ხილულ თანამგზავრამდე. იმისათვის, რომ მომხმარებელმა დაადგინოს თანამგზავრების კოორდინატები, მათ მიერ გამოშვებული სანავიგაციო სიგნალები მოდელირებულია შეტყობინებებით მათი მოძრაობის პარამეტრების შესახებ. სამომხმარებლო აღჭურვილობაში ეს შეტყობინებები იზოლირებულია და თანამგზავრების კოორდინატები განისაზღვრება დროის სასურველ მომენტში.

სიჩქარის ვექტორის კოორდინატები და კომპონენტები ძალიან სწრაფად იცვლება, ამიტომ შეტყობინებები თანამგზავრების მოძრაობის პარამეტრების შესახებ შეიცავს ინფორმაციას არა მათი კოორდინატებისა და სიჩქარის ვექტორის კომპონენტების შესახებ, არამედ ინფორმაციას ზოგიერთი მოდელის პარამეტრების შესახებ, რომელიც უახლოვდება კოსმოსური ხომალდის ტრაექტორიას. საკმაოდ დიდი დროის ინტერვალით (დაახლოებით 30 წუთი). მიახლოებითი მოდელის პარამეტრები იცვლება საკმაოდ ნელა და ისინი შეიძლება ჩაითვალოს მუდმივი მიახლოების ინტერვალში.

მიახლოებითი მოდელის პარამეტრები შედის სატელიტური სანავიგაციო შეტყობინებებში. GPS სისტემა იყენებს კეპლერის მოძრაობის მოდელს ოსკულაციური ელემენტებით. ამ შემთხვევაში კოსმოსური ხომალდის ფრენის ტრაექტორია იყოფა მიახლოებით ნაწილებად, რომლებიც გრძელდება ერთი საათის განმავლობაში. თითოეული განყოფილების ცენტრში მითითებულია დროის კვანძოვანი წერტილი, რომლის ღირებულება ეცნობება ნავიგაციის ინფორმაციის მომხმარებელს. გარდა ამისა, მომხმარებელი ეცნობა ოსკულაციური ელემენტების მოდელის პარამეტრებს დროის კვანძოვან მომენტში, ისევე როგორც იმ ფუნქციების პარამეტრებს, რომლებიც ახდენენ ცვლილებებს ოსკულაციური ელემენტების მოდელის პარამეტრებში, როგორც წინა პერიოდში. კვანძოვანი ელემენტი და მისდევს.

სამომხმარებლო აღჭურვილობაში გამოყოფილია დროის ინტერვალი დროის იმ მომენტს შორის, როდესაც აუცილებელია თანამგზავრის პოზიციის დადგენა და კვანძოვანი მომენტი. შემდეგ, ნავიგაციის გზავნილიდან ამოღებული მიახლოებითი ფუნქციების და მათი პარამეტრების გამოყენებით, ოსკულაციური ელემენტების მოდელის პარამეტრების მნიშვნელობები გამოითვლება დროის სასურველ მომენტში. ბოლო ეტაპზე, კეპლერის მოდელის ჩვეულებრივი ფორმულების გამოყენებით, განისაზღვრება თანამგზავრის სიჩქარის ვექტორის კოორდინატები და კომპონენტები.

გლონასის სისტემა იყენებს დიფერენციალური მოძრაობის მოდელებს თანამგზავრის ზუსტი პოზიციის დასადგენად. ამ მოდელებში თანამგზავრის სიჩქარის ვექტორის კოორდინატები და კომპონენტები განისაზღვრება კოსმოსური ხომალდის მოძრაობის დიფერენციალური განტოლებების რიცხვითი ინტეგრაციით, ხომალდზე მოქმედი ძალების სასრული რაოდენობის გათვალისწინებით. ინტეგრაციის საწყისი პირობები დაყენებულია დროის კვანძოვან წერტილში, რომელიც მდებარეობს მიახლოების ინტერვალის შუაში.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, მომხმარებლის კოორდინატების დასადგენად, აუცილებელია იცოდეთ თანამგზავრების კოორდინატები (მინიმუმ 4) და მანძილი მომხმარებლისგან თითოეულ ხილულ თანამგზავრამდე, რომელიც განისაზღვრება სანავიგაციო მიმღებში დაახლოებით სიზუსტით. 1 მ მოხერხებულობისთვის განვიხილოთ ნახ. 8.

სურათი 8. სამომხმარებლო კოორდინატების განსაზღვრა

თითოეული თანამგზავრი (ნახ. 8) შეიძლება წარმოდგენილი იყოს წერტილის ემიტერად. ამ შემთხვევაში, ელექტრომაგნიტური ტალღის წინა მხარე სფერული იქნება. ორი სფეროს გადაკვეთის წერტილი იქნება ის, სადაც მომხმარებელი იმყოფება.

თანამგზავრების ორბიტების სიმაღლე დაახლოებით 20000 კმ-ია. შესაბამისად, წრეების გადაკვეთის მეორე წერტილი შეიძლება განადგურდეს აპრიორი ინფორმაციის გამო, რადგან ის მდებარეობს შორს სივრცეში.

დიფერენციალური რეჟიმი

სატელიტური სანავიგაციო სისტემები მომხმარებელს საშუალებას აძლევს მიიღოს კოორდინატები დაახლოებით 10-15 მ სიზუსტით, თუმცა, მრავალი ამოცანისთვის, განსაკუთრებით ქალაქებში ნავიგაციისთვის, საჭიროა მეტი სიზუსტე. ობიექტის ადგილმდებარეობის განსაზღვრის სიზუსტის გაზრდის ერთ-ერთი მთავარი მეთოდი ემყარება დიფერენციალური ნავიგაციის გაზომვების პრინციპის გამოყენებას, რომელიც კარგად არის ცნობილი რადიო ნავიგაციაში.

დიფერენციალური DGPS (დიფერენციალური GPS) რეჟიმი საშუალებას გაძლევთ დააყენოთ კოორდინატები 3 მ-მდე სიზუსტით დინამიური ნავიგაციის სიტუაციაში და 1 მ-მდე სტაციონარული პირობებში. დიფერენციალური რეჟიმი ხორციელდება GPS კონტროლის მიმღების გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება საცნობარო სადგური. ის მდებარეობს ცნობილი კოორდინატების მქონე წერტილში, იმავე უბანში, სადაც მთავარი GPS მიმღები. ცნობილი კოორდინატების (ზუსტი გეოდეზიური კვლევის შედეგად მიღებული) გაზომილ კოორდინატებთან შედარებით, საცნობარო სადგური ითვლის შესწორებებს, რომლებიც მომხმარებლებს რადიო არხის მეშვეობით გადაეცემა წინასწარ განსაზღვრულ ფორმატში.

სამომხმარებლო აღჭურვილობა იღებს დიფერენციალურ შესწორებებს საცნობარო სადგურიდან და ითვალისწინებს მათ მომხმარებლის ადგილმდებარეობის განსაზღვრისას.

დიფერენციალური მეთოდით მიღებული შედეგები დიდწილად დამოკიდებულია ობიექტსა და საცნობარო სადგურს შორის მანძილზე. ამ მეთოდის გამოყენება ყველაზე ეფექტურია მაშინ, როდესაც დომინანტურია გარე (მიმღების მიმართ) მიზეზებით გამოწვეული სისტემატური შეცდომები. ექსპერიმენტული მონაცემებით, რეკომენდირებულია საცნობარო სადგურის განთავსება ობიექტიდან არაუმეტეს 500 კმ-ის დაშორებით.

ამჟამად, არსებობს მრავალი ფართო არეალის, რეგიონული და ადგილობრივი დიფერენციალური სისტემა.

როგორც ფართო არეალის სისტემები, აღსანიშნავია ისეთი სისტემები, როგორიცაა ამერიკული WAAS, ევროპული EGNOS და იაპონური MSAS. ეს სისტემები იყენებენ გეოსტაციონალურ თანამგზავრებს, რათა გადასცეს შესწორებები ყველა მომხმარებელს მათი დაფარვის ზონაში.

რეგიონალური სისტემები შექმნილია ნავიგაციის მხარდაჭერის უზრუნველსაყოფად დედამიწის ზედაპირის ცალკეულ უბნებზე. როგორც წესი, რეგიონალური სისტემები გამოიყენება დიდ ქალაქებში, სატრანსპორტო მარშრუტებზე და სანაოსნო მდინარეებზე, პორტებში და ზღვებისა და ოკეანეების სანაპიროებზე. რეგიონული სისტემის სამუშაო ზონის დიამეტრი ჩვეულებრივ მერყეობს 500-დან 2000 კმ-მდე. ის შეიძლება მოიცავდეს ერთ ან მეტ საცნობარო სადგურს.

ლოკალურ სისტემებს აქვთ მაქსიმალური დიაპაზონი 50-დან 220 კმ-მდე. ისინი ჩვეულებრივ მოიცავს ერთ საბაზო სადგურს. ლოკალური სისტემები ჩვეულებრივ იყოფა მათი გამოყენების მეთოდის მიხედვით: საზღვაო, საავიაციო და გეოდეზიური ლოკალური დიფერენციალური სადგურები.

სატელიტური ნავიგაციის განვითარება

როგორც GPS, ასევე Glonass-ის სატელიტური სისტემების მოდერნიზაციის ზოგადი მიმართულება დაკავშირებულია სანავიგაციო განმარტებების სიზუსტის გაზრდასთან, მომხმარებლებისთვის მიწოდებული სერვისის გაუმჯობესებასთან, ბორტ სატელიტური აღჭურვილობის მომსახურების ხანგრძლივობისა და საიმედოობის გაზრდასთან, სხვა რადიო სისტემებთან თავსებადობის გაუმჯობესებასთან და დიფერენციალური ქვესისტემების განვითარება. GPS და Glonass სისტემების განვითარების ზოგადი მიმართულება ემთხვევა, მაგრამ დინამიკა და მიღწეული შედეგები ძალიან განსხვავებულია.

GLONASS-ის სისტემის გაუმჯობესება იგეგმება ახალი თაობის GLONASS-M თანამგზავრების ბაზაზე. ამ თანამგზავრს ექნება გაზრდილი სერვისის რესურსი და გამოსცემს სანავიგაციო სიგნალს L2 ზოლში სამოქალაქო აპლიკაციებისთვის.

მსგავსი გადაწყვეტილება მიიღეს აშშ-შიც, სადაც 1999 წლის 5 იანვარს გამოცხადდა, რომ 400 მილიონი აშშ დოლარი გამოიყო GPS სისტემის მოდერნიზაციისთვის, რომელიც დაკავშირებულია C/A კოდის გადაცემასთან L2 სიხშირეზე (1222,7 MHz) და მესამე L3 მატარებლის (1176. 45 MHz) დანერგვა კოსმოსურ ხომალდზე, რომელიც გაშვებული იქნება 2005 წლიდან. სიგნალი L2 სიხშირეზე განკუთვნილია გამოსაყენებლად სამოქალაქო საჭიროებებიპირდაპირ არ არის დაკავშირებული ადამიანის სიცოცხლისათვის საშიშროებასთან. შემოთავაზებულია ამ გადაწყვეტილების განხორციელება 2003 წლიდან დაიწყოს. გადაწყდა მესამე სამოქალაქო სიგნალის გამოყენება L3 სიხშირეზე სამოქალაქო ავიაციის საჭიროებისთვის.

ლიტერატურა

რადიო საინჟინრო სისტემები. რედ. კაზარინოვა იუ.მ. მ.: სამაგისტრო სკოლა, 1990.
სოლოვიევი იუ.ა. სატელიტური სანავიგაციო სისტემები. მ.: ეკო-ტენდენციები, 2000 წ.
გლობალური სატელიტური რადიო სანავიგაციო სისტემა GLONASS / ედ. ვ.ნ. ხარისოვა, ა.ი. პეროვა, ვ.ა. ბოლდინი. M.: IPRZHR, 1998 წ.
ლიპკინი I.A. სატელიტური სანავიგაციო სისტემები. მ.: უნივერსიტეტის წიგნი, 2001 წ.
გლობალური სანავიგაციო სატელიტური სისტემა GLONASS. ინტერფეისის კონტროლის დოკუმენტი. M.: KNITS VKS, 1995 წ.
ინტერფეისის კონტროლის დოკუმენტი: NAVSTAR GPS კოსმოსური სეგმენტი / ნავიგაციის მომხმარებლის ინტერფეისები (ICD-GPS-200). Rockwell Int. კორპ. 1987 წ.

ტელეფონები