Günümüzde uydu navigasyon hizmetlerinin kullanılamadığı sosyo-ekonomik gelişmişlik alanı bulmak zordur. GLONASS teknolojilerinin en ilgili uygulaması, deniz ve nehir navigasyonu, hava ve kara taşımacılığı dahil olmak üzere taşımacılık endüstrisinde olmaya devam etmektedir. Aynı zamanda uzmanlara göre navigasyon ekipmanlarının yaklaşık %80'i karayolu taşımacılığında kullanılıyor.

KARA NAKLİYESİ

Uydu navigasyonunun ana uygulama alanlarından biri ulaşımın izlenmesidir. Bu hizmet en çok sanayi, inşaat ve ulaştırma işletmeleri için önemlidir. GLONASS sisteminden sinyal alan navigasyon ekipmanı, aracın konumunu belirlemeyi mümkün kılar; ölçüm sensörlerinin okumaları, hem yolcu taşımacılığının güvenliğini hem de ticari araçların çalışmasının rahatlığını ve optimizasyonunu sağlayabilir ve yanlış kullanımını ortadan kaldırabilir. Sistemin hayata geçirilmesi, filo sahiplerinin bakım maliyetlerini 4-6 ayda %20-30 oranında azaltmalarına olanak sağlıyor.

Rusya'da uydu navigasyonuna dayalı olarak uygulanan teknolojilerden biri Akıllı Ulaşım Sistemidir (ITS). Tehlikeli, büyük ve ağır yüklerin taşınmasının izlenmesi, sürücülerin çalışma ve dinlenme programlarının izlenmesi, yolcu taşımacılığının yönetilmesi ve sevk edilmesi, şehir içi ulaşım yolcularının bilgilendirilmesi yer almaktadır.

Kara taşımacılığında uydu navigasyon hizmetlerinin kullanılmasının etkinliği aşağıdaki kriterlere göre değerlendirilebilir:

trafik kazalarının sayısında azalma, ayrıca trafik kazalarında ölüm ve yaralanmalarda azalma, trafik kazalarına müdahale süresinde azalma;
seyahat süresinin azaltılması, toplu taşımanın çekiciliğinin arttırılması;
bütçe fonlarının harcama kalitesinin iyileştirilmesi.

Uzmanlara göre, akıllı ulaşım sistemlerinin devreye girmesiyle Rusya'nın GSYİH büyümesi yılda %4-5'e ulaşabilir.

Altay, Krasnodar, Krasnoyarsk, Stavropol, Habarovsk bölgeleri, Astrakhan, Belgorod, Vologda, Kaluga, Kurgan, Magadan, Moskova, Nizhny Novgorod, Novosibirsk, Penza, Rostov, Samara'nın belediye ve toplu taşıma araçları izleme ve navigasyon ve bilgi teknolojileri ile donatılmıştır. GLONASS sisteminin hizmetlerine dayanmaktadır , Saratov, Tambov, Tyumen bölgeleri, Moskova, Mordovya cumhuriyetleri, Tataristan, Çuvaşistan. Rusya'nın tamamında ITS unsurları 100'den fazla şehirde uygulanmış ve etkin bir şekilde çalışmaktadır.

ARAMA VE KURTARMA

Navigasyon uydularından sinyal alan ekipmanlar ambulansların yanı sıra Acil Durumlar Bakanlığı araçlarına da monte ediliyor. Uydu verilerine dayanan eş zamanlı destek, doktor ve kurtarıcılardan oluşan ekiplerin acil durum bölgelerine daha hızlı ulaşmasını ve mağdurlara yardım sağlamasını sağlıyor. GLONASS kullanılarak itfaiyeci gruplarının konumu ve hareketleri takip edilir.

Küresel uydu navigasyonunun insan hayatını kurtarmak amacıyla kullanılmasının açıklayıcı örneklerinden biri ERA-GLONASS sistemidir (kaza durumunda acil müdahale). Ana görevi, trafik kazası gerçeğini belirlemek ve verileri yanıt sunucusuna iletmektir. Bir arabanın çarpması durumunda, üzerine kurulu navigasyon ve telekomünikasyon terminali otomatik olarak koordinatları belirler, izleme sisteminin sunucu merkezi ile bağlantı kurar ve kazaya ilişkin verileri kanallar aracılığıyla iletir. hücresel iletişim operatör. Bu veriler, kazanın niteliğini ve ciddiyetini belirlemeyi ve ambulanslarla anında müdahale etmeyi mümkün kılıyor. ERA-GLONASS aracılığıyla Küresel Navigasyon Uydu Sistemi verilerinin kullanılması, trafik kazalarından kaynaklanan yaralanmalardan kaynaklanan ölüm oranını önemli ölçüde azaltabilir.

GLONASS'ın insan hayatını kurtarmaya yönelik bir diğer uygulama alanı da küresel uydu navigasyonunun COSPAS-SARSAT Uluslararası Arama ve Kurtarma Sistemi ile birleşimidir. Bu işlev, en yeni nesil Glonass-K navigasyon uzay aracında sağlanmaktadır. Zaten uçuş testi aşamasında olan Glonass-K uydusu, Mart 2012'de, bu sistemin tekrarlayıcısı aracılığıyla, mürettebatın kurtarıldığı, düşen bir Kanada helikopteri hakkında bir tehlike sinyali iletti.

KİŞİSEL NAVİGASYON

GLONASS navigasyon alıcılarına sahip yonga setleri akıllı telefonlarda, tabletlerde, dijital kameralarda, fitness cihazlarında, giyilebilir izleyicilerde, dizüstü bilgisayarlarda, navigasyon cihazlarında, saatlerde, gözlüklerde ve diğer cihazlarda kullanılmaktadır. Kişisel navigasyon, uydu navigasyon teknolojilerinin ana uygulama alanı haline geliyor.

GNSS teknolojilerinin kullanımı tamamen yeni spor ve açık hava etkinliklerinin ortaya çıkmasına katkıda bulunmuştur. Bunun bir örneği, uydu navigasyon sistemlerini kullanan, amacı oyundaki diğer katılımcılar tarafından gizlenen önbellekleri bulmak olan bir turist oyunu olan geocaching'dir. Coğrafi etiketlemenin bir başka yeni sporu da önceden belirlenmiş uydu koordinatlarını kullanan kros yarışıdır.

GLONASS teknolojilerinin kullanımı için umut verici bir alan, engelli insanlara veya küçük çocuklara yardım sağlayan sosyal sistemlerdir. Görme engelli bir kişi, sesli arayüze sahip navigasyon ekipmanını kullanarak bir mağazaya, kliniğe vb. giden yolu belirleyebilir. Bu tür cihazların sahipleri, tehlike veya sağlıkta keskin bir bozulma durumunda, acil yardım panik butonuna basarak. Kişisel bir uydu izleyici, ebeveynlerin, güvenliklerini izlemek için çocuklarının konumunu çevrimiçi olarak takip etmelerine yardımcı olabilir.

HAVACILIK

Havacılıkta navigasyon alıcıları, zorlu hava koşullarında rota navigasyonu ve iniş yaklaşımları sağlayan yerleşik hava navigasyon sistemlerine entegre edilir. Küçük uçakların donanımsız hava alanlarına inişini sağlamak için uydu navigasyonu büyük önem taşıyor. GLONASS tabanlı navigasyon sistemleri, helikopter navigasyonunun güvenliğini arttırır ve insansız hava araçlarının navigasyon doğruluğunu arttırır.

SU TAŞIMACILIĞI

Rusya'da GNSS teknolojilerinin deniz/nehir amaçlı kullanımı %100'e yaklaşıyor. Rusya pazarının kapasitesinin, kargo ve yolcu nehirleri ve deniz gemileri de dahil olmak üzere 18.560 adet su taşımacılığı olduğu tahmin ediliyor. GLONASS teknolojileri, gemilere rehberlik edilmesinde ve zorlu koşullarda (kilit, liman, kanal, boğaz, buzlanma koşulları) manevra yapılmasında, iç su yollarında navigasyonda, filonun izlenmesi ve muhasebeleştirilmesinde, kurtarma operasyonlarında kullanılmaktadır.

Asya-Pasifik bölgesinden Avrupa'ya malların teslim süresini önemli ölçüde azaltabilecek Kuzey Denizi Rotası boyunca trafikteki artış, iklim koşullarının son derece sert olduğu bir bölgede nakliye yoğunluğunun artmasına neden oluyor. Fırtına ve yoğun sis koşullarında uydu navigasyonu olmadan gemi trafiğinin güvenliğini sağlamak zordur.

JEODEZİ VE HARİTACILIK

GLONASS teknolojileri şehir ve arazi kadastrosunda, bölgesel kalkınmanın planlanması ve yönetiminde ve topografik haritaların güncellenmesinde kullanılmaktadır. GLONASS teknolojilerinin kullanımı, harita oluşturma ve güncelleme maliyetini hızlandırır ve azaltır; bazı durumlarda pahalı hava fotoğrafçılığına veya emek yoğun topografik araştırmalara gerek kalmaz. Rusya Federasyonu'nda GNSS'ye dayalı jeodezik ekipmanların mevcut pazar hacminin 2,3 bin adet olduğu tahmin ediliyor.

ÇEVRE

Bilim topluluğu, Dünya gözlemleri ve araştırmaları için navigasyon verilerini aktif olarak kullanıyor. GLONASS, jeodinamiğin temel sorunlarını çözmek, Dünya'nın koordinat sisteminin oluşturulması, Dünya'nın bir modelinin oluşturulması, gelgitlerin, akıntıların ve deniz seviyesinin ölçülmesi, zamanın belirlenmesi ve senkronize edilmesi, petrol sızıntılarının yerinin belirlenmesi ve geri kazanılması gibi temel sorunları çözmek için tasarlanmış yöntem ve araçların geliştirilmesini teşvik eder. Tehlikeli atıkların bertaraf edilmesinden sonra arazi.

GLONASS uzay aracından gelen navigasyon sinyalleri sismik süreçlerin incelenmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Uydu verilerini kullanarak, tektonik plakaların yer değiştirme süreçlerini, yer tabanlı ekipmanlara göre daha doğru bir şekilde kaydetmek mümkündür. Ayrıca, navigasyon uyduları kullanılarak kaydedilen iyonosferdeki rahatsızlıklar, bilim adamlarına yer kabuğunun yaklaşan hareketleri hakkında veriler sağlıyor. Böylece küresel uydu navigasyonu, depremleri tahmin etmeyi ve insanlar için sonuçlarını en aza indirmeyi mümkün kılmaktadır. GLONASS tabanlı teknolojiler aynı zamanda dağlık bölgelerde çığ tehlikesi olan bölgelerdeki karayollarının ve demiryollarının izlenmesine de yardımcı oluyor.

UZAY NAVİGASYONU

Uzay endüstrisinde GLONASS teknolojileri, fırlatma araçlarını takip etmek, uzay aracının yörüngelerini son derece hassas bir şekilde belirlemek, bir uzay aracının Güneş'e göre yönünü belirlemek ve füze savunma sistemlerinin hassas gözlemi, kontrolü ve hedef belirlenmesi için kullanılır.

Özellikle aşağıdaki ekipmanlar GLONASS veya GLONASS/GPS uydu navigasyon ekipmanıyla donatılmıştır: Proton-M fırlatma aracı, Soyuz fırlatma aracı, Breeze, Fregat, DM üst kademeleri ve Meteor-M uzay aracı "İyonosfer". , “Canopus-ST”, “Condor-E”, “Bars-M”, “Lomonosov”un yanı sıra fırlatma araçlarının ve roket yakıtı bileşenlerinin taşınmasında kullanılan demiryolu mobil kompleksleri.

Uzay endüstrisinde, çok sayıda proje, Dünya'nın uzaktan algılanması, keşif, haritalama, buz koşullarının izlenmesi, acil durumlar ve ayrıca Dünya'nın incelenmesi alanında sorunları çözerken, uzay aracı yörüngeleri hakkında yüksek hassasiyetli bilgi gerektirir. ve dünya okyanusu, jeoidlerin yüksek hassasiyetli dinamik modelini, iyonosfer ve atmosferin yüksek hassasiyetli dinamik modellerini oluşturuyor. Aynı zamanda, nesnelerin konumu hakkındaki bilginin doğruluğu birkaç santimetre düzeyinde gereklidir; uzay aracında bulunan alıcılardan GLONASS sisteminin ölçümlerini işlemek için özel yöntemler bu sorunu başarıyla çözebilir.

YAPI

Rusya'da GLONASS teknolojileri, inşaat ekipmanlarının izlenmesinde, karayolunun yer değiştirmesinin izlenmesinde, doğrusal sabit nesnelerin deformasyonlarının izlenmesinde ve yol inşaat ekipmanlarının kontrol sistemlerinde kullanılmaktadır.

Uydu navigasyon hizmetleri, petrol ve gaz boru hatları, elektrik hatları döşenirken ve binaların ve yapıların inşaatı ve yol inşaatı sırasında arazi parametrelerinin netleştirilmesi sırasında coğrafi nesnelerin konumunun santimetre doğruluğu ile belirlenmesine yardımcı olur. Yerli ve yabancı uzmanlara göre GLONASS kullanımı inşaat ve kadastro işlerinin verimliliğini %30-40 oranında artırıyor.

GLONASS hizmetlerinin kullanımı, karmaşık mühendislik yapılarının durumu ve barajlar, köprüler, tüneller, endüstriyel işletmeler ve nükleer santraller gibi potansiyel olarak tehlikeli nesneler hakkında hızlı bir şekilde bilgi aktarmanıza olanak tanır. Uydu izlemenin yardımıyla uzmanlar, bu yapıların ek teşhisi ve onarımı ihtiyacı hakkında zamanında bilgi alırlar.

İLETİŞİM SİSTEMLERİ

GLONASS, hisse senedi, döviz ve emtia ticaretindeki parasal işlemlerin geçici olarak kaydedilmesi için kullanılır. Transferlerin sürekli ve doğru bir şekilde kaydedilmesi ve bunların takip edilebilmesi, bankalar arası ticarete yönelik uluslararası ticaret sistemlerinin işleyişinin temelidir. En büyük yatırım bankaları, Rusya genelindeki bölümlerinin bilgisayar ağlarını senkronize etmek için GLONASS'ı kullanıyor. Birleşik MICEX-RTS borsası, işlem yaparken fiyatları doğru bir şekilde kaydetmek için GLONASS zaman sinyallerini kullanır. Telekomünikasyon altyapısı yararına kullanılan GLONASS ekipmanları, iletişim ağlarının senkronizasyon sorunlarına çözüm sunmaktadır.

SİLAHLAR

GLONASS sistemi, Silahlı Kuvvetlerin ve özel kullanıcıların sorun çözme etkinliği açısından ayrı bir önem taşıyor. Sistem, yüksek hassasiyetli silahların, insansız hava araçlarının kullanımının verimliliğini artırmak da dahil olmak üzere, her tür ve birlik kolu için koordinasyon-zaman desteği sorunlarını çözmek için kullanılır. operasyonel yönetim birlikler.

GLONASS ve GPS sistemleri hakkında makale: uydu sistemlerinin özellikleri, özellikleri ve karşılaştırmalı analizi. Yazının sonunda GPS ve GLONASS'ın çalışma prensiplerini anlatan bir video bulunmaktadır.

Artık etki alanları Rus GLONASS, Amerikan GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi) ve giderek ivme kazanan Çin BeiDou arasında bölünmüş durumda. Kendi arabanız için bir sistemin seçimi vatansever motiflerle belirlenebilir veya bu gelişmelerin avantaj ve dezavantajlarının yetkin bir şekilde tartılmasına dayanabilir.

Uydu İletişiminin Temelleri

Her uydu sisteminin amacı herhangi bir nesnenin kesin konumunu belirlemektir. Araba bağlamında bu görev, yerdeki koordinatların belirlenmesine yardımcı olan ve navigatör olarak bilinen özel bir cihaz aracılığıyla gerçekleştirilir.

Belirli bir navigasyon sistemiyle etkileşime giren uydular, sisteme birbirinden farklı kişisel sinyaller gönderir. Uzaysal koordinatları net bir şekilde belirlemek için gezginin yalnızca 4 uydudan gelen bilgiye ihtiyacı vardır. Dolayısıyla bu basit bir otomotiv cihazı değil, karmaşık bir alan konumlandırma mekanizmasının unsurlarından biridir.

Araba hareket ettikçe koordinatlar sürekli değişir. Bu nedenle navigasyon sistemi, belirli aralıklarla alınan verileri güncelleyecek ve mesafeyi yeniden hesaplayacak şekilde tasarlanmıştır.

Avantaj modern sistemler kapatıldıklarında bile uyduların konumunu hatırlayabilme yeteneğine sahip olmalarıdır. Bu, her seferinde uydunun yörüngesini yeniden bulmaya gerek olmadığında cihazın verimliliğini önemli ölçüde artırır. Gezgine düzenli olarak erişen sürücüler için geliştiriciler, cihaz ile uydu arasında mümkün olan en hızlı bağlantı olan "sıcak başlatma" işlevini sağladı. Navigatörü nadiren kullanıyorsanız, başlangıç \u200b\u200b"soğuk" olacaktır, yani bu durumda uyduyla bağlantı daha uzun sürecek ve 10 ila 20 dakika sürecektir.

Sistemlerin oluşturulması

İlk Dünya uydusu bir Sovyet geliştirmesi olmasına rağmen, Amerikan GPS'i. Bilim insanları uydunun yörüngedeki hareketine bağlı olarak uydu sinyallerinde değişiklikler olduğunu fark etti. Daha sonra sadece uydunun koordinatlarını değil aynı zamanda ona bağlı dünyasal nesneleri de hesaplamak için bir yöntem düşündüler.

1964 yılında, TRANZIT adı verilen özel bir askeri navigasyon sistemi faaliyete geçti ve dünyada bu seviyedeki ilk gelişme oldu. Füzelerin denizaltılardan fırlatılmasını kolaylaştırdı, ancak nesnenin konumunun doğruluğunu yalnızca 50 metre mesafede hesapladı. Ayrıca bu nesnenin kesinlikle hareketsiz kalması gerekiyordu.

Dünyadaki ilk ve o zamanlar tek navigatörün sürekli koordinat belirleme göreviyle baş edemediği ortaya çıktı. Bunun nedeni uydunun alçak yörüngeden geçerken Dünya'ya yalnızca bir saat boyunca sinyal gönderebilmesiydi.

Bir sonraki modernize edilmiş versiyon, yeni uydu Timation-1 ve kardeşi Timation-2 ile birlikte 3 yıl sonra ortaya çıktı. Birlikte daha yüksek bir yörüngeye yükseldiler ve Navstar adı verilen tek bir sistemde birleştiler. Askeri bir gelişme olarak başladı ancak daha sonra sivil halkın ihtiyaçları için kamuya açık hale getirilmesine karar verildi.

Bu sistem, dünyanın tamamını kapsamayı sağlayan 32 uydu ile halen çalışmaktadır. Öngörülemeyen bazı olaylar için 8 cihaz daha yedekte. Birkaç yörüngede gezegenden önemli bir mesafeye hareket eden uydular, devrimlerini neredeyse bir günde tamamlıyor.

Üzerinde yerli GLONASS sistemi Olağanüstü bilimsel zekaya sahip güçlü bir güç olan Birlik günlerinde çalışmaya başladı. Yapay bir uydunun yörüngeye fırlatılması, konumlandırma sisteminin tasarım çalışmasını başlattı.

1967'de doğan ilk Sovyet uydusunun koordinatları hesaplamaya yetecek tek uydu olması gerekiyordu. Ancak çok geçmeden uzayda radyo vericileriyle donatılmış, halk tarafından Ağustosböceği olarak bilinen bir sistem ortaya çıktı, ordu buna Kasırga adını verdi. Görevi, 1982'de GLONASS'ın ortaya çıkışına kadar, tehlike altındaki nesneleri tespit etmekti.

Sovyetler Birliği yıkıldı, ülke zor durumdaydı ve yüksek teknoloji sistemini hayata geçirecek rezerv bulamadı. Sistemin tamamı 24 uydudan oluşuyordu ancak mali zorluklar nedeniyle bunların neredeyse yarısı çalışmıyordu. Dolayısıyla 90'lı yıllarda GLONASS, GPS ile rekabet etmenin yanına bile yaklaşamıyordu.

Bugün Rus geliştiriciler Amerikalı meslektaşlarına yetişip onları geçmeyi planlıyor, bu da uydularımızın Dünya çevresinde daha hızlı dönüşünü zaten doğruluyor. Her ne kadar tarihsel olarak Rus uydu sistemi Amerika'nın önemli ölçüde gerisinde kalsa da, bu fark yıldan yıla azalıyor.

Avantajları ve Dezavantajları

Her iki sistem de şu anda hangi seviyede? Ortalama bir insan günlük işleri için hangisini tercih etmelidir?

Genel olarak pek çok vatandaş, ekipmanlarının ne tür uydu navigasyonu kullandığını umursamıyor. Her ikisi de kısıtlama olmadan ve her şey için ücret alınmadan mevcuttur sivil nüfus bir arabada kullanım dahil. Teknik açıdan bakarsak İsveç uydu şirketi, kuzey enlemlerinde çok daha iyi faaliyet gösteren GLONASS'ın avantajlarını resmen duyurdu.

GPS uyduları pratikte 55. paralelin kuzeyinde ve buna göre güney yarımkürede daha güneyde görünmüyor. Oysa GLONASS uyduları, 65 derecelik eğim açısı ve 19,4 bin km yükseklikteki Moskova, Norveç ve İsveç'e, yabancı uzmanların da takdir ettiği mükemmel, istikrarlı sinyaller gönderiyor.

Her iki sistemin de tüm yörünge düzlemlerinde çok sayıda uydusu olmasına rağmen, diğer uzmanlar hala GPS'e önem veriyor. Rus sistemini iyileştirmeye yönelik aktif bir programla bile şu anda Amerikalıların 27 uydusu varken Rusların 24 uydusu var, bu da sinyallerine daha fazla netlik kazandırıyor.

GLONASS sinyallerinin güvenilirliği, GPS için 1,8 m'ye kıyasla 2,8 m'dir. Ancak bu rakam oldukça ortalama bir rakam çünkü uydular yörüngede hata oranını birkaç kat artıracak şekilde sıralanabiliyor. Üstelik böyle bir durum her iki uydu sisteminin de başına gelebilir.

Bu nedenle üreticiler, cihazlarını hem GPS hem de GLONASS'tan sinyal alan ikili sistem navigasyonla donatmaya çalışıyor.

Alınan verileri alan ve şifresini çözen yer ekipmanının kalitesi önemli bir rol oynar.

Her iki navigasyon sisteminin de tespit edilen eksikliklerinden bahsedecek olursak, bunlar şu şekilde dağıtılabilir:

- GLONASS:

gök koordinatlarının (efemeridler) değiştirilmesi koordinatların belirlenmesinde yanlışlığa yol açarak 30 metreye ulaşır;
sinyalin kısa süreli de olsa oldukça sık kesilmesi;
kabartma özelliklerinin elde edilen verilerin netliği üzerindeki somut etkisi.

KÜRESEL KONUMLAMA SİSTEMİ:

çok yollu girişim ve atmosferik dengesizlik nedeniyle hatalı bir sinyal alınması;
askeri gelişime göre çok sınırlı yeteneklere sahip olan sistemin sivil versiyonu arasında önemli bir fark var.

İki sistem

Toplamda, her iki dünya gücünün beş düzineden fazla uydusu sürekli olarak yörüngede dönüyor. Daha önce de belirtildiği gibi, güvenilir koordinatlar elde etmek için 4 uydunun iyi bir "görüntülenmesi" yeterlidir. Düz zeminde, bozkırda veya tarlada, herhangi bir alıcı aynı anda bir düzineye kadar sinyali algılayabilecekken, orman veya dağlık alanda bağlantı hızla kayboluyor.

Bu nedenle tasarım hedefi, her alıcı cihazın mümkün olduğu kadar çok uyduyla iletişim kurabilmesidir. Bu yine Amerika'da kurtarma hizmetleri için uygulanan GLONASS ve GPS'i birleştirme fikrine geri dönüyor. Devletler arasındaki ilişkiler ne kadar gelişirse gelişsin, insan hayatı önce gelir ve ikili sistem çipi, tehlikede olan kişinin yerini çok daha hızlı ve net bir şekilde belirleyecektir.

Böyle bir sentez aynı zamanda sürücüleri, navigatörün bağlantı kurmakta çok yavaş olması ve bilgiyi işlemesinin çok uzun sürmesi nedeniyle, alışılmadık alanlarda yollarını bulamamaktan da kurtaracaktır. Bunun nedeni sıradan bir müdahale nedeniyle bir uydunun kaybedilmesidir: yüksek bir bina, bir üst geçit, hatta mahalledeki büyük bir kamyon. Ancak araç navigatörü çift sistemli bir çiple donatılmışsa, donma olasılığı önemli ölçüde azalacaktır.

Bu uygulama yaygınlaştığında, navigatör sistemin menşe ülkesini umursamayacaktır çünkü aynı anda 40'a kadar uyduyu takip edebilecek ve olağanüstü derecede doğru konum tespiti yapabilecektir.

GPS ve GLONASS'ın çalışma prensipleri hakkında video:

Bölgenin kağıt haritalarının yerini, navigasyonun GPS uydu sistemi kullanılarak yapıldığı elektronik haritalar aldı. Bu makaleden uydu navigasyonunun ne zaman ortaya çıktığını, şimdi ne olduğunu ve yakın gelecekte onu neyin beklediğini öğreneceksiniz.

İkinci Dünya Savaşı sırasında, ABD ve İngiliz filolarının güçlü bir kozu vardı: radyo işaretlerini kullanan LORAN navigasyon sistemi. Çatışmaların sonunda “Batı yanlısı” ülkelerin sivil gemileri teknolojiyi emrine aldı. On yıl sonra SSCB cevabını uygulamaya koydu: radyo işaretlerine dayalı Chaika navigasyon sistemi bugün hala kullanılıyor.

Ancak kara navigasyonu önemli eksiklikler: Engebeli arazi bir engel haline gelir ve iyonosferin etkisi sinyal iletim süresini olumsuz etkiler. Navigasyon radyo işaretçisi ile gemi arasındaki mesafe çok büyükse, koordinatların belirlenmesindeki hata kilometre cinsinden ölçülebilir ki bu kabul edilemez.

Yer tabanlı radyo işaretçilerinin yerini askeri amaçlı uydu navigasyon sistemleri aldı; bunlardan ilki, American Transit (NAVSAT'ın diğer adı) 1964'te fırlatıldı. Altı alçak yörüngeli uydu, iki yüz metreye kadar koordinat belirleme doğruluğu sağladı.

1976'da SSCB benzer bir askeri navigasyon sistemi olan Cyclone'u piyasaya sürdü ve üç yıl sonra Cicada adında sivil bir navigasyon sistemi başlattı. İlk uydu navigasyon sistemlerinin en büyük dezavantajı, yalnızca bir saat gibi kısa süreler için kullanılabilmeleriydi. Düşük yörüngeli uydular, az sayıda olsa bile, geniş sinyal kapsama alanı sağlayamıyordu.

GPS vs. GLONASS

1974 yılında ABD Ordusu, daha sonra GPS (Küresel Konumlandırma Sistemi) olarak yeniden adlandırılan yeni NAVSTAR navigasyon sisteminin ilk uydusunu yörüngeye fırlattı. 1980'lerin ortalarında GPS teknolojisinin sivil gemiler ve uçaklar tarafından kullanılmasına izin verildi, ancak uzun bir süre askeri olanlara göre çok daha az doğru konumlandırma sağlayabildiler. Dünya yüzeyini tamamen kaplamak için gereken sonuncusu olan yirmi dördüncü GPS uydusu 1993 yılında fırlatıldı.

1982'de SSCB cevabını sundu: GLONASS (Küresel Navigasyon Uydu Sistemi) teknolojisi. Son 24'üncü GLONASS uydusu 1995 yılında yörüngeye girdi, ancak uyduların kısa hizmet ömrü (üç ila beş yıl) ve proje için yetersiz finansman, sistemi neredeyse on yıl boyunca faaliyet dışı bıraktı. GLONASS kapsamının dünya çapında yeniden sağlanması ancak 2010 yılında mümkün oldu.

Bu tür arızaları önlemek için hem GPS hem de GLONASS artık 31 uydu kullanıyor: her ihtimale karşı 24 ana ve 7 yedek. Modern navigasyon uyduları yaklaşık 20 bin km yükseklikte uçuyor ve günde iki kez Dünya'nın çevresini dolaşmayı başarıyor.

GPS nasıl çalışır?

GPS ağında konumlandırma, alıcıdan konumu o anda tam olarak bilinen birkaç uyduya olan mesafenin ölçülmesiyle gerçekleştirilir. Uyduya olan mesafe, sinyal gecikmesinin ışık hızıyla çarpılmasıyla ölçülür.
İlk uyduyla iletişim, yalnızca olası alıcı konumlarının aralığı hakkında bilgi sağlar. İki kürenin kesişimi bir daire, üç - iki nokta ve dört - haritadaki tek doğru noktayı verecektir. Gezegenimiz çoğunlukla dört yerine yalnızca üç uyduya konumlanmaya izin veren kürelerden biri olarak kullanılıyor. Teorik olarak, GPS konumlandırma doğruluğu 2 metreye ulaşabilir (pratikte hata çok daha büyüktür).

Her uydu, alıcıya geniş bir bilgi seti gönderir: kesin zaman ve düzeltmesi, almanak, efemeris verileri ve iyonosferik parametreler. Gönderilmesi ve alınması arasındaki gecikmeyi ölçmek için doğru bir zaman sinyali gereklidir.

Navigasyon uyduları yüksek hassasiyetli sezyum saatlerle donatılırken, alıcılar çok daha az hassas kuvars saatlerle donatılmıştır. Bu nedenle saati kontrol etmek için ek (dördüncü) bir uyduyla bağlantı kurulur.

Ancak sezyum saatleri de hata yapabilir, bu nedenle yere yerleştirilen hidrojen saatleriyle karşılaştırılarak kontrol edilirler. Her uydu için zaman düzeltmesi, navigasyon sistemi kontrol merkezinde ayrı ayrı hesaplanır ve daha sonra kesin zamanla birlikte alıcıya gönderilir.

Uydu navigasyon sisteminin bir diğer önemli bileşeni, önümüzdeki aya ait uydu yörünge parametreleri tablosu olan almanaktır. Almanak ve zaman düzeltmesi kontrol merkezinde hesaplanır.

Uydular ayrıca yörünge sapmalarının hesaplandığı bireysel efemeris verilerini de iletir. Işığın hızının boşluk dışında hiçbir yerde sabit olmadığı göz önüne alındığında, iyonosferdeki sinyal gecikmesinin de hesaba katılması gerekir.

GPS ağındaki veri aktarımı kesinlikle iki frekansta gerçekleştirilir: 1575,42 MHz ve 1224,60 MHz. Farklı uydular aynı frekansta yayın yapar ancak CDMA kod bölümünü kullanır. Yani uydu sinyali sadece gürültüdür ve yalnızca uygun PRN kodunuz varsa çözülebilir.

Yukarıdaki yaklaşım, yüksek gürültü bağışıklığına ve dar bir frekans aralığının kullanılmasına olanak tanır. Ancak bazen GPS alıcıları çeşitli nedenlerden dolayı hala uzun süre uydu aramak zorunda kalıyor.

Birincisi, alıcı başlangıçta uydunun nerede olduğunu, uzaklaşıyor mu yoksa yaklaşıyor mu olduğunu ve sinyalinin frekans kaymasının ne olduğunu bilmiyor. İkincisi, bir uyduyla iletişim ancak ondan eksiksiz bir bilgi seti alındığında başarılı sayılır. GPS ağındaki veri iletim hızı nadiren 50 bps'yi aşar. Radyo paraziti nedeniyle sinyal kesilir kesilmez arama yeniden başlar.

Uydu navigasyonunun geleceği

Artık GPS ve GLONASS barışçıl amaçlarla yaygın olarak kullanılıyor ve aslında birbirinin yerine kullanılabilir. En yeni navigasyon çipleri hem iletişim standartlarını destekliyor hem de ilk bulunan uydulara bağlanıyor.

Amerikan GPS ve Rus GLONASS, dünyadaki tek uydu navigasyon sistemlerinden çok uzaktır. Örneğin Çin, Hindistan ve Japonya, yalnızca kendi ülkeleri içinde çalışacak ve bu nedenle nispeten az sayıda uyduya ihtiyaç duyacak olan sırasıyla BeiDou, IRNSS ve QZSS adlı kendi uydu sistemlerini konuşlandırmaya başladılar.

Ancak belki de en büyük ilgi, Avrupa Birliği tarafından geliştirilen ve 2020'den önce tam kapasiteyle devreye alınması gereken Galileo projesine yönelik. Başlangıçta Galileo tamamen Avrupa ağı olarak düşünülmüştü, ancak Orta Doğu ve Güney Amerika'daki ülkeler zaten onun oluşumuna katılma isteklerini dile getirdiler. Dolayısıyla küresel HİS pazarında yakında “üçüncü bir güç” ortaya çıkabilir. Bu sistem mevcut olanlarla uyumluysa ve büyük olasılıkla öyle olacaksa, tüketiciler yalnızca fayda sağlayacaktır - uydu arama hızı ve konumlandırma doğruluğu artmalıdır.

Uydu navigasyonu sürücüler, bisikletçiler ve turistler tarafından kullanılıyor; hatta sabah koşucuları bile uyduları kullanarak kendi rotalarını takip ediyor. Çoğu kişi yoldan geçenlere doğru evi nasıl bulacaklarını sormak yerine akıllı telefonlarını çıkarıp bu soruyu GLONASS veya GPS'e sormayı tercih ediyor. Uydu navigasyon modüllerinin her akıllı telefona ve çoğu spor saatine takılı olmasına rağmen, yalnızca on kişiden biri bu sistemin nasıl çalıştığını ve GPS/GLONASS işlevlerine sahip cihazlar denizinde doğru olanı nasıl bulacağını anlıyor.

Uydu navigasyon sistemi nasıl çalışır?

GPS kısaltması, Küresel Konumlandırma Sistemi anlamına gelir: Kelimenin tam anlamıyla çevrilirse "küresel konumlandırma sistemi". Yer nesnelerinin koordinatlarını belirlemek için alçak Dünya yörüngesindeki uyduları kullanma fikri, 1950'lerde, Sovyetler Birliği'nin ilk yapay uyduyu fırlatmasının hemen ardından ortaya çıktı. Amerikalı bilim adamları uydu sinyalini izlediler ve uydu yaklaştığında veya uzaklaştığında frekansının değiştiğini keşfettiler. Bu nedenle, Dünya'daki kesin koordinatlarınızı bilerek uydunun tam konumunu hesaplayabilirsiniz. Bu gözlem küresel koordinat hesaplama sisteminin geliştirilmesine ivme kazandırdı.

Başlangıçta donanma keşifle ilgilenmeye başladı - deniz laboratuvarı geliştirilmeye başlandı, ancak zamanla tüm silahlı kuvvetler için birleşik bir sistem oluşturulmasına karar verildi. İlk GPS uydusu 1978 yılında yörüngeye fırlatıldı. Şu anda yaklaşık otuz uydu sinyal gönderiyor. Navigasyon sistemi çalışmaya başladığında, ABD askeri departmanları gezegenin tüm sakinlerine bir hediye verdi - uydulara ücretsiz erişim açtılar, böylece herkes bir alıcıya sahip olduğu sürece Küresel Konumlandırma Sistemini ücretsiz olarak kullanabilir.

Amerikalıların ardından Roscosmos kendi sistemini yarattı: İlk GLONASS uydusu 1982'de yörüngeye girdi. GLONASS, Amerikan sistemiyle aynı prensipte çalışan küresel bir navigasyon uydu sistemidir. Şu anda yörüngede koordinasyonu sağlayan 24 Rus uydusu bulunuyor.

Sistemlerden birini veya tercihen ikisini aynı anda kullanmak için, uydulardan sinyal alacak bir alıcıya ve bu sinyalleri deşifre edecek bir bilgisayara ihtiyacınız vardır: nesnenin konumu, alınan sinyaller arasındaki aralıklara göre hesaplanır. . Hesaplama doğruluğu artı veya eksi 5 m'dir.

Bir cihaz ne kadar çok uydu “görürse” o kadar fazla bilgi sağlayabilir. Koordinatları belirlemek için gezginin yalnızca iki uyduyu görmesi gerekiyor, ancak en az dört uydunun yönünü bulması durumunda cihaz, örneğin nesnenin hareket hızını rapor edebilecek. Bu nedenle modern navigasyon cihazları giderek daha fazla parametre okuyor:

Nesnenin coğrafi koordinatları.
Hareketinin hızı.
Deniz seviyesinden yükseklik.

GPS/GLONASS işleminde hangi hatalar meydana gelebilir?

Uydu navigasyonu iyidir çünkü gezegenin her yerinden günün her saatinde kullanılabilir. Nerede olursanız olun, alıcınız varsa koordinatları belirleyip rota oluşturabilirsiniz. Ancak pratikte uydu sinyali fiziksel engeller veya hava felaketleri nedeniyle bozulabilir: Bir yeraltı tünelinden geçiyorsanız ve yukarıda da şiddetli bir fırtına varsa, sinyal alıcıya "ulaşamayabilir".

Bu sorun A-GPS teknolojisi kullanılarak çözüldü: Alıcının sunucuya alternatif iletişim kanalları üzerinden eriştiği varsayılıyor. Bu da uydulardan alınan verileri kullanıyor. Bu sayede navigasyon sistemini odalarda, tünellerde ve kötü hava koşullarında kullanabilirsiniz. A-GPS teknolojisi akıllı telefonlar ve diğer kişisel cihazlar için tasarlanmıştır; bu nedenle bir navigasyon cihazı veya akıllı telefon seçerken bu standardı destekleyip desteklemediğini kontrol edin. Bu şekilde cihazın kritik bir anda arızalanmayacağından emin olabilirsiniz.

Akıllı telefon sahipleri bazen navigatörün doğru çalışmadığından veya periyodik olarak "kapandığından" ve koordinatları belirlemediğinden şikayet ediyor. Kural olarak bunun nedeni çoğu akıllı telefonda GPS/GLONASS işlevinin varsayılan olarak devre dışı olmasıdır. Cihaz, koordinatları hesaplamak için baz istasyonlarını veya kablosuz interneti kullanır. Sorun, akıllı telefonun kurulması ve koordinatların belirlenmesi için istenen yöntemin etkinleştirilmesiyle çözülebilir. Ayrıca pusulayı kalibre etmeniz veya navigatörünüzü sıfırlamanız da gerekebilir.

Gezgin türleri

Otomotiv. Navigasyon sistemi GLONASS uydularına veya Amerikan analoglarına bağlı, bir arabanın yerleşik bilgisayarının bir parçası olabilir, ancak daha sıklıkla ayrı cihazlar satın alırlar. Arabanın koordinatlarını belirleyip A noktasından B noktasına kolaylıkla ulaşmanızı sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda hırsızlığa karşı da koruma sağlıyor. Suçlular bir araba çalsalar bile bir işaret kullanılarak takip edilebilir. Otomobillere yönelik özel cihazların bir diğer avantajı da anten kurulumunu sağlamalarıdır - anten sayesinde GLONASS sinyalini güçlendirebilirsiniz.
Turist. Bir araba navigatörüne özel bir harita seti kurabiliyorsanız, seyahat cihazlarına daha katı gereksinimler uygulanır: modern modeller genişletilmiş bir harita setinin kullanılmasına izin verir. Ancak en basit turistik cihaz, basit bir bilgisayara sahip bir sinyal alıcısından ibarettir. Harita üzerinde koordinatları bile işaretlemeyebilir, bu durumda navigasyon ızgarasına sahip bir kağıt harita gerekli olacaktır. Ancak artık bu tür cihazlar yalnızca ekonomik nedenlerle satın alınmaktadır.
Akıllı telefonlar, GPS/GLONASS alıcılı tabletler. Akıllı telefonlar ayrıca genişletilmiş bir harita seti indirmenize de olanak tanır. Araba ve turist navigatörleri olarak kullanılabilirler, asıl önemli olan uygulamayı yüklemek ve gerekli haritaları indirmektir. Yararlı navigasyon programlarının çoğu ücretsizdir ancak bazıları küçük bir ücret gerektirir.

Akıllı telefonlar için navigasyon programları

İşlevselliğe dalmak istemeyenler için tasarlanmış en basit programlardan biri: MapsWithMe. İstediğiniz bölgenin haritasını ağdan indirmenize ve ardından İnternet bağlantısı olmasa bile kullanmanıza olanak tanır. Program haritadaki konumu gösterecek, bu haritada işaretlenmiş nesneleri bulacaktır; bunları yer imleri olarak kaydedebilir ve ardından hızlı aramayı kullanabilirsiniz. İşlevselliğin bittiği yer burasıdır. Program yalnızca vektör haritalarını kullanır; diğer formatlar yüklenemez.

Android cihaz sahipleri OsmAnd programını kullanabilir. Yollar veya dağ yolları boyunca otomatik olarak bir rota çizmenize olanak tanıdığından sürücüler ve yayalar için uygundur. GLONASS navigatörü, sesli komutları kullanarak rota boyunca size rehberlik edecektir. Vektör haritalara ek olarak, raster haritaları kullanabilir, yol noktalarını işaretleyebilir ve izleri kaydedebilirsiniz.

OsmAnd'a en yakın alternatif Locus Harita uygulamasıdır. Akıllı telefonların ortaya çıkmasından önce kullanılan, turistlere yönelik klasik bir navigasyon cihazına benzediğinden, turistlerin yürümesi için uygundur. Hem vektör hem de raster haritaları kullanır.

Seyahat cihazları

Akıllı telefonlar ve tabletler, turizme yönelik özel GPS/GLONASS cihazının yerini alabilir ancak bu çözümün dezavantajları vardır. Bir yandan akıllı telefonunuz varsa herhangi bir ek cihaz satın almanıza gerek yok. Geniş, parlak bir ekranda haritayla çalışmak kolaydır ve uygulama seçimi geniştir - yalnızca birkaç programı belirttik, tüm teklifleri kapsamak imkansızdır. Ancak akıllı telefonun dezavantajları da var:

Hızlı bir şekilde boşalır. Ortalama olarak, cihaz bir gün boyunca ve sürekli koordinat arama modunda çalışır - hatta daha az.
Dikkatli kullanım gerektirir. Elbette güvenli akıllı telefonlar var ama pahalı olmalarının yanı sıra böyle bir akıllı telefonun güvenilirliği hala özel bir turist GLONASS cihazıyla karşılaştırılamaz. Tamamen su geçirmez olabilir.

Vahşi doğada birkaç gün süren yürüyüşler için, su geçirmez kılıflarda ve güçlü pillere sahip özel cihazlar geliştirildi. Ancak böyle bir cihazı seçerken hem vektör hem de raster haritaları desteklediğinden emin olmak önemlidir. Raster haritası koordinatlara bağlı bir görüntüdür. Kağıttan bir harita alabilir, tarayabilir, GLONASS koordinatlarına bağlayabilir ve bir raster harita elde edebilirsiniz. Vektör haritaları bir resim değil, programın görüntünün üzerine yerleştirdiği bir dizi nesnedir. Sistem nesnelere göre arama yapmanıza izin verir, ancak böyle bir diyagramı kendiniz oluşturmak zordur.

Yapay Dünya uydularını kullanarak nesnelerin yerini belirleme fikri 1950'lerde Amerikalıların aklına geldi. Ancak Sovyet uydusu bilim adamlarını zorladı.

Amerikalı fizikçi Richard Kershner, yerdeki koordinatları biliyorsanız Sovyet uzay aracının hızını öğrenebileceğinizi fark etti. Daha sonra GPS (küresel konumlandırma sistemi) olarak anılacak olan programın uygulamaya konulması burada başladı. 1974 yılında ilk Amerikan uydusu yörüngeye fırlatıldı. Başlangıçta bu proje askeri departmanlara yönelikti.

Coğrafi konum nasıl çalışır?

Sıradan bir izleyici örneğini kullanarak coğrafi konumlandırmanın özelliklerine bakalım. Etkinleştirmeye kadar cihaz bekleme modundadır, GPS GLONASS modülü kapalıdır. Bu seçenek pil şarjından tasarruf etmek ve kullanım süresini artırmak için sağlanmıştır pil ömrü cihazlar.

Etkinleştirme sırasında aynı anda üç işlem başlatılır:

GPS alıcısı yerleşik programı kullanarak koordinatları analiz etmeye başlar. Şu anda üç uydu tespit edilirse sistem kullanılamaz durumda kabul ediliyor. GLONASS'ta da aynı şey oluyor;
bir izleyici (örneğin bir navigatör) iki sistemin modüllerini destekliyorsa, cihaz her iki uydudan alınan bilgileri analiz eder. Daha sonra güvenilir olduğunu düşündüğü bilgileri okur;
doğru zamanda her iki sistemin sinyalleri de mevcut değilse GSM açılır. Ancak bu şekilde elde edilen veriler hatalı olacaktır.

Bu nedenle, GPS mi yoksa GLONASS mı seçeceğinizi merak ederken, iki uydu sistemini destekleyen ekipmanı seçin. Birinin eksiği diğeri tarafından karşılanacaktır. Böylece 18-20 uydudan gelen sinyaller eş zamanlı olarak alıcıya ulaştırılabilmektedir. Bu, iyi sinyal seviyesi ve kararlılığı sağlar ve hataları en aza indirir.

GPS ve GLONASS izleme hizmetinin maliyeti

Ekipmanın nihai maliyetini çeşitli faktörler etkiler:

menşei ülke;
hangi navigasyon sistemlerinin kullanıldığı;
malzemelerin kalitesi ve ek işlevler;
yazılım bakımı.

En bütçe seçeneği Çin yapımı ekipmandır. Fiyat 1000 ruble'den başlıyor. Ancak kaliteli hizmet beklememelisiniz. Bu tür bir para karşılığında, sahibi sınırlı işlevsellik ve kısa bir hizmet ömrü elde edecek.

Bir sonraki ekipman segmenti Avrupalı üreticilerdir. Tutar 5.000 ruble'den başlıyor, ancak karşılığında alıcı sabit bir miktar alıyor yazılım ve gelişmiş özellikler.

Rus üreticiler makul fiyatlarla oldukça uygun maliyetli ekipmanlar sunuyor. Yerli izleyicilerin fiyatları 2.500 ruble'den başlıyor.

Ayrı bir gider kalemi – abonelik ücreti ve ek hizmetler için ödeme. Yerli şirketler için aylık ücret – 400 ruble. Avrupalı üreticiler ek bir "para" için ek seçenekler açıyor.

Ayrıca ekipmanın kurulumu için de ödeme yapmanız gerekecektir. Ortalama olarak, bir servis merkezinde kurulum 1.500 rubleye mal olacak.

GLONASS ve GPS'in avantajları ve dezavantajları

Şimdi her sistemin artılarına ve eksilerine bakalım.

GPS uyduları güney yarımkürede pek görünmüyor, GLONASS ise sinyalleri Moskova, İsveç ve Norveç'e iletiyor. Amerikan sisteminde 27 aktif uydu sayesinde sinyal netliği daha yüksektir. Hatalardaki fark ABD uydularının “işine yarıyor”. Karşılaştırma için: GLONASS'ın yanlışlığı 2,8 m, GPS'in ise 1,8 m'dir. Ancak bu ortalama bir rakamdır. Hesaplamaların saflığı uyduların yörüngedeki konumuna bağlıdır. Bazı durumlarda cihazlar, yanlış hesaplamanın derecesi artacak şekilde sıralanır. Bu durum her iki sistemde de ortaya çıkmaktadır.

Sürdürmek

Peki GPS ve GLONASS karşılaştırmasında hangisi kazanacak? Açıkçası sivil kullanıcılar, navigasyon ekipmanlarının hangi uyduları kullandığını umursamıyor. Her iki sistem de ücretsizdir ve açık erişim. Geliştiriciler için makul bir çözüm, sistemlerin karşılıklı entegrasyonu olacaktır. Bu durumda, izleyici, olumsuz hava koşullarında ve yüksek binalar biçimindeki parazitlerde bile "görüş alanında" gerekli sayıda cihaza sahip olacaktır.