ГЛОНАСС – это что такое и для чего он нужен

Кулешов Вячеслав

Сегодня в мире всего две спутниковые системы обеспечивают глобальное покрытие. Это американская космическая группировка GPS и российское созвездие ГЛОНАСС. Несмотря на то, что их сигналы изначально предназначались для военных ведомств, широкое применение нашлось для гражданских пользователей.

Итак, давайте детально рассмотрим: что такое ГЛОНАСС, и для чего он нужен. Также коснемся истории появления системы, ее функций.

О системе ГЛОНАСС

Как работает ЭРА ГЛОНАСС

Начнем с вопроса, что такое система ГЛОНАСС. Созвездие искусственных спутников ГЛОНАСС – это составляющая часть Глобальной Навигационной Спутниковой Системы (ГНСС) наряду с американским аналогом.

Подобно Global Positioning System, созданной в США, GLONASS принадлежит и управляется военными. Раньше сигнал использовался российской армией в реактивных самолетах и баллистических ракетах. Сейчас российская группировка применяется для навигации наземных, водных и воздушных транспортных средств.

Спутниковые сигналы используются в смарт-устройствах, автомобилях, навигаторах, телефонах, спортивных часах.

Продвижением проекта руководит агентство «Роскосмос» и ОАО «Российские космические системы».

История развития ГЛОНАСС

Разберемся подробнее, ГЛОНАСС – что это такое, что означает, с чего началась разработка.
Впервые о внедрении спутниковой навигации заявил профессор В.С.Шебшаевич. С 1957 года ряд институтов проводили исследования в этой области. Результатом работы стала низкоорбитальная система «Цикада». В 1967 году на орбиту запустили первый аппарат «Космос-192».

В дальнейшем аппараты совершенствовались и эксплуатировались до 1976 года.
Из-за особенностей конструкции «Цикада» не удовлетворяла потребности потребителей в полной мере. Разработку нового комплекса поручили НИИ под руководством Ю.И.Максюты.

Новая система получила название «ГЛОНАСС». Как расшифровывается ГЛОНАСС? Для аббревиатуры ГЛОНАСС расшифровка – Глобальная Навигационная Спутниковая Система.

Первый космический аппарат группировки («Космос-1413») запущен на орбиту в 1982 году. Полный «комплект» спутников отправили в космос в 1995 году.

С развалом Советского Союза прекратилась поддержка аппаратов. В 2002 году на орбите осталось всего 7 сателлитов. Срок их службы сократился до 3 лет. Показатели точности упали по сравнению с GPS.

Ситуация изменилась с открытием федеральной программы в 2002 году. Благодаря государственному финансированию штатную группировку восстановили, модернизировали.

На сегодняшний день на околоземной орбите вращаются 26 сателлитов. 24 из них работают в штатном режиме, 2 находятся в резерве.

В мае текущего года на орбиту запущен аппарат третьего поколения «ГЛОНАСС-М».

Структура ГЛОНАСС

Структура системы ГЛОНАСС

Далее рассмотрим строение: ГЛОНАСС – что такое, какие элементы включает.
В структуру российского созвездия входят три компонента:
• космический элемент;
• наземные станции;
• пользовательское оборудование.

Космическое звено – это непосредственно аппараты, находящиеся на орбите.

Наземный комплекс представляют командные следящие станции:
• Центр управления системой;
• станции контроля;
• Центральный синхронизатор.

Эти организации занимаются мониторингом состояния созвездия. Постоянное наблюдение позволяет корректировать параметры орбиты и загружать навигационную информацию.

Последняя составляющая – навигационные приборы. Это смартфоны, навигаторы, бортовые терминалы и трекеры. Приемники вычисляют координаты, скорость и время по сигналам спутников.

Технические характеристики

От вопроса о том, GLONASS – что это, переходим к строению группировки.
24 космических аппарата расположены на высоте 19200 км. Три орбиты находятся на расстоянии 120°, а спутники в границах одной орбиты – на дистанции 45°. Такой интервал обеспечивает непрерывное покрытие земной поверхности. Аппараты обходят орбиту за 11 часов 15 минут.

За время существования созвездия сменилось четыре поколения космических аппаратов.
1. Первые спутники типа «ГЛОНАСС» выведены из строя в 2005 году и больше не использовались.
2. Сателлиты «М» были в рабочем состоянии с 2003 по 2016 год. Их срок существования составляет 7 лет.
3. Аппараты «К» применяются с 2011 года. Проводятся исследования на основе летательных испытаний.
4. Спутники «К2» находятся на стадии разработки.

Все сателлиты выводятся на орбиту с ракетных носителей «Союз-2.1б» и «Протон-М».

Каждый спутник передает навигационные радиосигналы в диапазонах двух частот (L1 – 1,6 ГГц, L2 – 1,25 ГГц). Аппараты типов «К» и «М» транслируют дополнительный диапазон сигналов L3.
Спутники орбитальной группировки передают эфемериды. В них указано положение антенны соответственно системе координат ПЗ-90.

За системное время принимается непрерывная шкала времени Центрального синхронизатора, который оборудован водородными часами. Время группировки должно соответствовать национальной временной шкале UTC(SU).

Детальные параметры отражены в Интерфейсном контрольном документе. Публикация принадлежит российскому НИИ Космического приборостроения.

Сравнение ГЛОНАСС и GPS

Американская группировка космических аппаратов создана раньше, чем система ГЛОНАСС. Оба созвездия используются в одинаковых целях. Различия кроются в структуре созвездий.

GPS начала функционировать в 1994 году .Первоначально состояла из 24 спутников. Сейчас включает 30 аппаратов. Орбиты расположены между 20000 км и 20500 км от центра Земли. Спутник непрерывно передает радиосигнал с кодовым разделением каналов (CDMA).

Высота орбиты – 20200 км, наклон – 55°. Аппараты расположены на шести плоскостях. В каждой плоскости вращается по четыре спутника. GPS работает круглосуточно и практически в любых погодных условиях. Космический аппарат отправляет сигнал, орбитальные параметры и время. Эти сведения считываются и интерпретируются GPS-устройством на поверхности Земли. Чтобы вычислить расположение, прибору нужно принимать сигнал минимум четырех спутников.
Группировка ГЛОНАСС принадлежит России. Каждый сателлит передает код PRN на разных частотах. Космический сегмент ГЛОНАСС образуют 24 спутника с орбитами, расположенными в 19100 км от центра Земли.

Где используют приёмники ГЛОНАСС

Выделяются четыре ключевые отрасли применения спутниковых сигналов:
• определение местоположения;
• навигация;
• мониторинг объекта или личного движения;
• научная работа.

Сведения о местоположении объекта используются в информационных системах. На основе этих данных пользователь получает рекламные материалы.

Мониторинг транспорта позволяет контролировать перемещения личного и корпоративного транспорта. Контролируется работа служб спасения, транспортировка опасных и ценных грузов.

Спутниковое оборудование применяется в геодезии и картографии. Составляются карты местности, проводятся строительные работы.

На отдыхе в незнакомой стране навигатор или смартфон запросто проложит маршрут. В сельском хозяйстве такие приборы оптимизируют посадку, полив и сбор урожая. Для наземного транспорта разработаны системы управления и контроля. Повышается безопасность авиации и морского флота.

Применение спутниковых приборов в сфере экологии позволяет наблюдать за деформацией земной коры, состоянием лесных и водных ресурсов.

Сигналы спутников используют, чтобы синхронизировать время, линии электропередач и телекоммуникаций.

Международная деятельность

Международное сотрудничество Российской Федерации с другими государствами в сфере ГНСС направлено на:
• обеспечение совместимости созвездия ГЛОНАСС с GPS и Galileo в радиочастотном спектре;
• функциональную взаимодополняемость (временные и координатные шкалы, навигационные сигналы);
• разработку и использование международных стандартов ГНСС;
• введение согласованной системы сертификации услуг спутниковой навигации.

Альтернативные системы

ГЛОНАСС - это что такое и для чего он нужен
Другие страны не отстают от США и России и работают над созданием собственных группировок. Далее расскажем о решениях, созданных другими государствами.
1. Система «Galileo» – крупнейшая в Европе. Группировка создана за 10 запусков. Первый из семи двойных запусков спутников «Союз» состоялся в 2011 году. Количество аппаратов на орбите достигло 26.
2. Навигационная спутниковая система «Beidou» (BDS) разработана для китайских военных, чтобы уменьшить зависимость от GPS. Созвездие работает в Китае с 2000 года, в Азиатско-Тихоокеанском регионе – с 2012 года. Полностью укомплектовать систему планируют к 2020 году. Группировка будет состоять из 35 спутников.
3. «Navic» – региональная спутниковая система Индии. Разработана в 2006 году. Проект базируется на семи космических аппаратах с потенциальным расширением до одиннадцати. Развернутое созвездие будет состоять из трех спутников на геостационарной орбите и четырех на геосинхронной орбите с уклоном 29 °.
4. Агентство аэрокосмических исследований Японии приступило к разработке концепции «QZSS» в 2003 году. Первый аппарат QZS-1 запущен 11 сентября 2010 года. Система совместима с GPS и может использоваться комплексно.

Таким образом, сегодня в мире функционируют шесть космических группировок.

Повышение точности навигации

В настоящее время в России разрабатывается новая федеральная программа развития орбитальной системы ГЛОНАСС на 2021 – 2030 годы. Программа должна быть разработана до 2020 года.

Планируется, что новые космические аппараты «К2» повысят точность с 3 – 5 метров до 1 метра. Это позволит лучше определять местоположение автомобилей. Стратегия развития предусматривает, что с 2030 года группировка будет полностью состоять из 24 новых космических аппаратов «Глонасс-К2». Для изготовления приборов применяют только отечественные комплектующие. Новые спутники будут передавать девять навигационных сигналов.

Поддержка системы в мобильных устройствах
ГЛОНАСС и GPS в смартфоне

Как часто вы оказываетесь в ситуации, когда нужно добраться в определенную точку, а местность незнакома? Теперь это не проблема. Современные смартфоны и планшеты оснащены навигационным модулем, который принимает сигнал спутников.

Первым телефоном с поддержкой сигналов ГЛОНАСС стал брендированный ZTE МТС 945. Модель вышла в продажу в 2011 году, однако впечатления не произвела. Одновременно поддержку добавили в iPhone 4S. Вслед за ними чипами ГЛОНАСС оборудовали свои смартфоны Nokia и Samsung.

Отметим, что сейчас выпускают гибридные устройства. Такие приборы принимают сигналы ГЛОНАСС и GPS одновременно. Это дает большую точность определения координат.

Поддержка на транспорте

Последний пункт, который рассмотрим в материале: система ГЛОНАСС для контроля транспорта – что это такое.

ГЛОНАСС мониторинг транспорта решает задачи определения точного расположения машин и построение оптимальных маршрутов.
Приборы слежения устанавливаются на личный и корпоративный транспорт. Трекеры и терминалы собирают телематическую информацию и передают на диспетчерское ПО. Сервером выступает компьютерная программа или смарт-приложение.

Разработчики предлагают готовые комплексные решения. Популярностью среди владельцев компаний пользуются:
• АвтоСкан;
• АвтоГраф;
• Wialon;
• СКАУТ.

Оборудование отслеживает по карте перемещение объектов, техническое состояние транспорта. О нарушении установленных условий сразу сообщается пользователю.

Обязательная установка системы безопасности ЭРА ГЛОНАСС регулируется федеральным законом №395. ЭРА ГЛОНАСС – что это такое? Это «тревожная кнопка», которая передает сигнал об аварии. Вызов поступает на пульт оператора, затем – экстренным спасательным службам.
Внедрение контролирующей аппаратуры в логистику транспортной компании сокращает непроизводительные пробеги, повышает эффективность и рентабельность предприятия.

Кулешов Вячеслав

Имею опыт работы в ИТ сфере более 10 лет. Занимаюсь проектированием и настройкой пуско-наладочных работ. Так же имеется большой опыт в построении сетей, системном администрировании и работе с системами СКУД и видеонаблюдения.
Работаю специалистом в компании «Техно-Мастер».

Поделитесь материалом в соц сетях:



Ваш комментарий:

*

*

закрыть рекламу x
закрыть рекламу x
закрыть рекламу x
закрыть рекламу x
Закрыть

Задать вопрос



Adblock detector