GPS и ГЛОНАСС – спутниковые системы: чем отличаются, и что лучше
Идея определять местонахождение предметов с помощью искусственных спутников Земли пришла в голову американцам еще в 1950-х годах. Однако подтолкнул ученых советский спутник.
Американский физик Ричард Кершнер понял, что, если знать координаты на земле, то можно узнать скорость советского космического аппарата. С этого и началось развертывание программы, которая впоследствии стала называться GPS – система глобального позиционирования. В 1974 году на орбиту выведен первый американский спутник. Первоначально этот проект предназначался для военных ведомств.
ГЛОНАСС – это государственный космический проект, который появился в Советском Союзе в 1960-х годах. Тогда программа называлась “Циклон”. Руководил разработкой советский и российский конструктор М.Ф. Решетнев. Официально работа над созданием спутниковой системы ГЛОНАСС началась в 1976 году. В 1993 году система принята в эксплуатацию Министерством обороны РФ.
Давайте разбираться вместе: чем отличается GPS от ГЛОНАСС и какая из систем лучше справляется со своими задачами.
Содержание
- 1 GPS и ГЛОНАСС: как работают, в чем разница
- 2 Что общего в системах GPS и ГЛОНАСС
- 3 Что такое A-GPS
- 4 GPS vs ГЛОНАСС: какая система лучше
- 5 Преимущества внедрения систем спутниковой навигации
- 6 Мониторинг транспорта ГЛОНАСС и GPS
- 7 Как работает геопозиционирование
- 8 Стоимость сервиса GPS и ГЛОНАСС-мониторинга
- 9 Преимущества и недостатки ГЛОНАСС и GPS
- 10 Резюме
- 11 GPS и ГЛОНАСС. Видео по теме
GPS и ГЛОНАСС: как работают, в чем разница
Начнем со сравнения работы двух спутниковых систем. Цель обеих технологий – контроль и определение положения движущихся объектов: автомобилей, поездов, самолетов.
Для этого GPS использует трехмерную систему координат WGS 84 и один из 32 сателлитов, которые охватывают всю планету с погрешностью менее двух сантиметров.
Аппараты постоянно транслируют сигнал на разных частотах. Антенны принимают эти сигналы в зоне прямой видимости и используют их для вычисления расположения приемника. Американские сателлиты вращаются в шести плоскостях, в каждой из которых находится от 4 до 6 спутников.
Частоты ГЛОНАСС и GPS отличаются. Американские сателлиты функционируют в широте 1,602 ГГц (SP) и 1,246 ГГц (SP). Спутник ГЛОНАСС передает сигнал на 1,57542 ГГц (L1) и 1,2276 ГГц (L2) частотах.
Отличие спутникового оборудования и в количестве аппаратов, установленных на орбите. Сколько спутников ГЛОНАСС? Сейчас в составе созвездия функционирует 24 аппарата, составляющих группу. 23 спутника работают в штатном режиме, 1 запасной. Космические аппараты ГЛОНАСС расположены в трех плоскостях по 8 сателлитов.
Разница между двумя созвездиями и в методе кодирования сигнала. Российские спутники передают сигнал по выделенной линии FDMA, в GPS используется экономичный упрощенный доступ CDMA. Российская
GLONASS полностью защищена от враждебных воздействий. Сбои в работе американских спутников связаны с погодными условиями. Спутниковая система ГЛОНАСС основана на аппаратах нового поколения. На геостационарных сферах расположены резервные аппараты, которые готовы к работе в любое время.
Что общего в системах GPS и ГЛОНАСС
Рассказываем об общих особенностях спутниковых систем:
- Для работы обеих систем нужны сверхточные атомные часы, чтобы положение объекта определялось с высокой точностью.
- Необходимы передатчики для того, чтобы спутники обменивались сигналом между собой и передавали его на устройство (например, смартфон или навигатор).
- Быстрый алгоритм решения уравнений.
Что такое A-GPS
Модуль A-GPS используется во многих приемниках. Этот чип загружает в устройство актуальный альманах через сотовую сеть для ускорения и упрощения расчетов. Так повышается точность определения координат. A-GPS получает вспомогательные данные на скорости около 100 Мбит/с из сети беспроводной связи (например, базовой станции LTE или GSM/CDMA). Это позволяет мобильным устройствам быстрее получать информацию о местоположении.
GPS vs ГЛОНАСС: какая система лучше
Так что лучше, ГЛОНАСС или GPS? Конкретного превосходства у ГЛОНАСС перед GPS нет, кроме точности. Отдельно ГЛОНАСС не обеспечивает такого широкого покрытия, как GPS, но при использовании обеих увеличивается диапазон и достоверность определения координат. Это полезно в северных и южных широтах. Применение комплекса GPS GLONASS дает возможность определять устройство группой из 55 спутников по всему земному шару. Поэтому, когда вы находитесь в месте, где сигналы GPS потерян, например, между высокими зданиями или метро, прибор отследят спутники ГЛОНАСС.
Преимущество ГЛОНАСС по отношению к GPS заключается в асинхронном расположении спутников, что дает высокую точность определения координат.
Преимущества внедрения систем спутниковой навигации
Область применений спутниковых систем достаточно широка. Одна из них – мониторинг транспорта. Сделаем краткий обзор возможностей навигации.
Навигационная система ГЛОНАСС значительно упрощает управление транспортной компанией. Главная функция – контроль и оптимизация перевозочных процессов, позиционирование на местности. Функционирование навигационных систем помогает не только водителям ориентироваться в незнакомых местах, но и владельцам следить за техническим состоянием автопарка:
- Быстро отследить, в какой точке маршрута находится транспортное средство, причины задержки рейса, соблюдение правил транспортировки опасных грузов.
- Снижение затрат. Основываясь на полученных отчетах, руководитель отслеживает, сколько израсходовано топлива, длину маршрута, время доставки. Датчик уровня топлива показывает затраченный и оставшийся объем, поэтому у водителя нет шанса “поживиться” топливом в личных целях.
- Контроль режима работы водителей. На карте показаны точки движения и остановок, отклонения от заданного пути. Так выявляется нецелевое использование служебного автотранспорта.
Мониторинг транспорта ГЛОНАСС и GPS
Мониторинговые продукты ГЛОНАСС работают с аппаратным и программным оборудованием. Терминалы собирают информацию о расположении транспортных средств, вычисляют скорость, направление и состояние датчиков машин. Сведения отображаются на экране ПК картинкой или в виде отчетов о текущем состоянии автомобиля или за прошедший период.
Навигация ГЛОНАСС состоит из двух частей:
- Элемент объекта – это трекер, контролирующий транспортное средство.
- Центральный элемент включает сервер и программное обеспечение.
ПО отвечает за сбор, обработку и последующее хранение сведений в базе данных, а также всю информацию, отображаемую на электронных картах. Если автомобиль угнан, его можно отследить.
Отдельно устанавливаются датчики открытия дверей и багажника, разрядки и отсоединения аккумулятора.
В России внедряется несколько видов мониторинга. На карте сайта вы найдете материалы, посвященные системам контроля. Также узнаете о государственной программе безопасности ЭРА ГЛОНАСС, что это.
Как работает геопозиционирование
Рассмотрим особенности геопозиционирования на примере обычного трекера. До момента активации прибор находится в режиме ожидания, модуль GPS ГЛОНАСС выключен. Такая опция предусмотрена для сбережения заряда аккумулятора и увеличения периода автономной работы устройства.
Во время активации запускаются сразу три процесса:
- приемник GPS начинает анализировать координаты по встроенной программе. Если в этот момент обнаруживается три спутника, система считается недоступной. То же самое происходит и с ГЛОНАСС;
- если трекер (например, навигатор) поддерживает модули двух систем, то прибор анализирует сведения, полученные от обоих спутников. Затем считывает те сведения, которые считает достоверными;
- если в нужный момент сигналы обеих систем недоступны, то включается GSM. Но данные, полученные таким способом, будут неточными.
Поэтому, задаваясь вопросом: что выбрать – GPS или ГЛОНАСС, выбирайте оборудование с поддержкой двух спутниковых систем. Недостатки работы одной из них перекроет другая. Таким образом, приемнику доступны сигналы одновременно с 18-20 спутников. Это обеспечивает хороший уровень и стабильность сигнала, минимизирует погрешности.
Стоимость сервиса GPS и ГЛОНАСС-мониторинга
На окончательную стоимость оборудования влияют несколько факторов:
- страна-производитель;
- какие системы навигации используются;
- качество материалов и дополнительные функции;
- обслуживание ПО.
Самый бюджетный вариант – оборудование китайского производства. Цена начинается от 1000 руб. Однако качественного обслуживания не стоит ожидать. За такие деньги владелец получит ограниченный функционал и недолгий срок службы.
Следующий сегмент оборудования – европейские производители. Сумма стартует от 5000 руб., но взамен покупатель получает стабильное программное обеспечение и расширенные функции.
Российские производители предлагают вполне рентабельное оснащение за разумные деньги. Цены на отечественные трекеры начинаются с 2500 руб.
Отдельная статья расходов – абонентская плата и оплата дополнительных услуг. Ежемесячная плата для отечественных компаний – 400 руб. Европейские изготовители открывают добавочные опции за дополнительную “монету”.
Придется заплатить и за монтаж оборудования. В среднем, установка в сервисном центре обойдется в 1500 рублей.
Преимущества и недостатки ГЛОНАСС и GPS
Теперь рассмотрим плюсы и минусы каждой системы.
Сателлиты GPS почти не появляются в южном полушарии, в то время как ГЛОНАСС передает сигнал в Москву, Швецию и Норвегию. Четкость сигнала выше у американской системы благодаря 27 активным спутникам. Различие в погрешности “играет на руку” спутникам США. Для сравнения: неточность ГЛОНАСС – 2,8 м, у GPS – 1,8 м. Однако это усредненный показатель. Чистота вычислений зависит от положения спутников на орбите. В некоторых случаях аппараты выстраиваются так, что степень просчета увеличивается. Такая ситуация возникает у обеих систем.
Резюме
Так что же победит в сравнении GPS vs ГЛОНАСС? Строго говоря, гражданским пользователям неважно, какие спутники использует их навигационная техника. Обе системы бесплатны и находятся в открытом доступе. Разумным решением разработчиков станет взаимная интеграция систем. В таком случае в “поле зрения” трекера будет находиться необходимое количество аппаратов даже при неблагоприятных погодных условиях и помехах в виде высотных зданий.