Применение глонасс: Применение ГЛОНАСС: области в которых применяется навигационная система ГЛОНАСС

Война и мир системы ГЛОНАСС

Спутниковые системы глобальной навигации создавались в США и СССР для решения военных задач.

Люди в погонах по обе стороны океана пытались повысить точность появившегося у них после войны дальнобойного ракетного вооружения. Первые ракеты управлялись по радио, а для определения их координат использовались специальные антенны, установленные по трассе полета.

Это решение для военных подходило мало. С развитием автономных систем управления, рассчитывающих с помощью акселерометров положение объекта относительно точки старта, от систем радиоуправления отказались, но вскоре стало ясно, что автономная система накапливает ошибку — и чем дальше полет, тем она больше. Для ядерного боевого блока баллистической ракеты отклонение в сотни метров несущественно, а вот для обычного вооружения такой промах сводит эффективность применения на нет.

Решение этой сугубо военной задачи дало человечеству глобальные спутниковые системы навигации: американскую GPS и российскую ГЛОНАСС. Сегодня они существуют как нечто само собой разумеющееся для обычных граждан, которые, не задумываясь над военной природой этих систем, каждый день используют их для поездок на машине, заказа такси, слежки за домашними питомцами и еще сотен разных дел. Так, незаметно для обитателей Земли, летающие на высоте 20 тысяч километров спутники стали одной из частей критической инфраструктуры, без которой все сложнее представить себе жизнь развитых стран, а экономический эффект их использования не поддается подсчету. Но ГЛОНАСС может намного больше.

На начало 2019 года в России насчитывалось 3,2 миллиона машин, оснащенных системой «ЭРА ГЛОНАСС». Система фиксирует ДТП и вызывает тревожные службы, тем самым спасая жизнь пострадавших, когда счет идет на минуты. Это стало возможно благодаря точному определению при помощи ГЛОНАСС координат ДТП — человеку больше не нужно самостоятельно вызывать «скорую», система это сделает за него, даже если он находится без сознания.

На начало 2019 года в России было 3,2 миллиона автомобилей, оснащенных системой «ЭРА ГЛОНАСС». Она фиксирует ДТП и вызывает экстренные службы

Россия по масштабам внедрения подобных систем — один из мировых лидеров и, вероятно, будет еще долго удерживать пальму первенства. Учитывая, что ни одна новая машина не может официально продаваться в нашей стране без этой системы, через несколько лет ее присутствие в авто станет нормой. Но уже сейчас она спасает сотни жизней.

За время работы «ЭРА ГЛОНАСС» было принято 2 451 000 экстренных вызовов, из которых 16 602 вызова были произведены в автоматическом режиме при тяжелых ДТП, когда пассажиры были без сознания или в шоковом состоянии. Более 700 человек были спасены только благодаря работе системы.

ГЛОНАСС повысит и безопасность полетов. В России уже тестируется функциональное дополнение ГЛОНАСС — система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ-КФД), которая позволит самолетам заходить на посадку на аэродромах, не оборудованных современными курсоглиссадными системами.

Система собирает данные ГЛОНАСС, вносит корректировку для повышения точности и передает данные в том же диапазоне и формате, что и обычные сигналы ГЛОНАСС. Экипаж может получать информацию о положении самолета с точностью до 1 метра по одному из регулярных каналов навигационного приемника. В результате возможна посадка по приборам даже на самых небольших взлетно-посадочных полосах, которых очень много в регионах России. На многих из них финансово нерационально устанавливать дорогие курсоглиссадные системы — эта инвестиция никогда не окупится. Благодаря системе ГЛОНАСС они не будут уступать в безопасности более крупным аэродромам.

Оборудование для СДКМ-КФД стоит в среднем в 30 раз дешевле и может применяться для захода на посадку при видимости не менее 300 метров. Кроме того, российская система имеет важное преимущество над действующими иностранными аналогами. В отличие от американской системы WAAS и европейской EGNOS, СДКМ-КФД может работать одновременно с GPS и ГЛОНАСС, что повышает точность и надежность системы.

На основе ГЛОНАСС в России создается сеть высокоточной навигации Национальная сеть высокоточного позиционирования (НСВП). Она станет одной из крупнейших в мире наряду с такими глобальными лидерами, как Sapos, OmniStar, Starfire (Navcom).

В основе НСВП более тысячи корректирующих наземных станций по всей стране. Они в режиме реального времени передают поправки к сигналам ГЛОНАСС, повышая его точность до сантиметров.

НСВП позволит автоматизировать многие процессы — от работы дорожной и сельскохозяйственной техники до геодезии и управления железнодорожным транспортом.

Представить современные беспилотники без спутниковых навигационных систем невозможно. Даже полупрофессиональные квадрокоптеры имеют функцию управления по сигналу GPS/ГЛОНАСС. Без подобной системы автоматического управления эти устройства просто не получили бы такое распространение. Именно спутниковая навигация позволяет управлять и контролировать аппараты вне зоны видимости оператора, который, задав контрольные точки полета, может сконцентрироваться на управлении работы камерой или другой полезной нагрузки.

При переходе на массовое использование беспилотников в повседневной жизни ГЛОНАСС становится основой системы координации полетов. Время, когда в воздухе будут находиться одновременно сотни и тысячи аппаратов, не за горами, и в России ведется разработка сразу нескольких систем для обеспечения их безопасного применения. В основе каждой из них — система ГЛОНАСС.

Еще одна малоизвестная сфера, где применяется ГЛОНАСС, — мониторинг особо важных объектов. Это мосты, высотные здания, атомные станции, плотины и многие другие важные объекты.

С помощью специальной коррекции сигналов и сети датчиков подобные системы позволяют выявлять минимальные изменения в геометрии даже очень масштабных объектов, что может помочь предотвратить крайне серьезные последствия. В России уже несколько сооружений оснащены подобной системой мониторинга и с каждым годом их становится все больше.

Все о ГЛОНАСС

ГЛОНАСС — ГЛОБАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА

«Оснащению аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/ GPS подлежат технические средства и системы, образцы вооружения, военная и специальная техника, предназначенные для Вооруженных Сил Российской Федерации, других войск, воинских формирований и органов, в которых предусмотрена военная и приравненная к ней служба, а также транспортные средства, поставляемые и используемые для обеспечения органов, в которых предусмотрена военная и приравненная к ней служба».

В.В. Путин

О системе навигации ГЛОНАСС

ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) — российская спутниковая навигационная система позиционирования объектов, в том числе обеспечивающая ГЛОНАСС мониторинг транспорта.

Навигационная система ГЛОНАСС — аналог американской системы GPS (NAVSTAR).

Основное назначение спутникового позиционирования, системы спутниковой навигации ГЛОНАСС — точное определение координат объекта. ГЛОНАСС позволяет получать высокоточную координатную информацию (независимо от метеорологических условий) огромного числа объектов, в том числе воздушного, водного и наземного транспорта.

Несмотря на то, что система ГЛОНАСС изначально в 60-х годах прошлого столетия создавалась как система военного назначения, сейчас ГЛОНАСС находит широкое гражданское применение, в том числе используется как инструмент мониторинга автотранспорта, система слежения ГЛОНАСС за транспортом.

Решения на основе глобальной системы мониторинга повышают эффективность работы не только наземного транспортного комплекса, но и активно применяются в авиации, на флоте, в железнодорожном секторе, служат для синхронизации линий передач и транспортировки, применяются в связи для синхронизации передачи данных и т.

д.

Спутниковая навигация ГЛОНАСС разработана государством для двойного назначения: согласно с потребностями Министерства обороны РФ и гражданского населения с целью ГЛОНАСС-мониторинга транспорта различного назначения. Управление и эксплуатация спутниковой системы навигации ГЛОНАСС осуществляется Министерством обороны РФ. Головная организация по созданию, развитию и целевому использованию ГЛОНАСС — ОАО «Российские космические системы».

Постановлением Правительства Российской Федерации от 25 мая 2012 г. № 522 в целях обеспечения единства технологического управления и оказания услуг для федеральных государственных и иных нужд Некоммерческое партнерство (НП) «ГЛОНАСС» определено федеральным сетевым оператором в сфере навигационной деятельности.

18 сентября 2012 года распоряжением Правительства РФ Некоммерческое партнерство определено единственным исполнителем работ по проекту создания государственной автоматизированной системы экстренного реагирования при авариях «ЭРА-ГЛОНАСС».

Группа компаний «М2М телематика» активно принимает участие в продвижении и коммерциализации системы ГЛОНАСС. В 2008 году компания первая в мире разработала и запустила в серийное производство двухсистемное оборудование ГЛОНАСС и GPS. Сейчас оборудование ГЛОНАСС установлено на бортах 50 тыс. транспортных средств в России и СНГ. Компания занимает более 50% рынка в этом сегменте. Дочерня компания группы «КБ ГеоСтар навигация» производит лучшие по своим техническим характеристикам совмещенные ГЛОНАСС/GPS приемники линейки ГеоС. В 2010 году доля рынка компании в этом сегменте составила более 60%.

Мониторинг состояния КА ГЛОНАСС за последние 24 часа

Что касается технической работы системы, в данный момент на орбиту выведено 24 спутника ГЛОНАСС, из них по целевому назначению используется 22. Этих спутников достаточно для покрытия сигналом всей территории Российской Федерации, и почти всего мира, координатная информация, необходимая для навигации, доступна в любой точке Земного шара и околоземного пространства.

На сегодняшний день покрытие оценивается в 99%.

 

Сферы применения ГЛОНАСС

В настоящее время рынок применения навигационных решений и сервисов на основе ГЛОНАСС мониторинга, спутникового слежения за транспортом в России находится в стадии бурного роста и развития. Во всех отраслях экономики происходит массовое внедрение решений на основе ГЛОНАСС. За период 2010-2011 года по оценкам экспертов всего в России оборудование ГЛОНАСС установлено на 100 тыс. транспортных средств.

Системы спутникового слежения ГЛОНАСС особенно активно используются в следующих секторах российской экономики:

• пассажирские перевозки
• перевозки опасных, тяжеловесных и ценных грузов
• нефтегаз
• энергетика
• здравоохранение
• ЖКХ
• МЧС и МВД и др.

Стоит отметить такое направление применений технологий ГЛОНАСС, как Интеллектуальные транспортные системы (ИТС). Сейчас направление ИТС активно развивается в Российской Федерации. Особенно в Алтайском крае, Москве, Рязанской и Ленинградской областях. На данный момент элементы ИТС внедрены в 122 городах, 60 регионах России.

Часто задаваемые вопросы.

GPS Глонасс — ключевые особенности и различия

В последнее время все чаще в вопросах, касающихся навигационных систем и сервисов, упоминается GPS ГЛОНАСС. Сегодня навигация ГЛОНАСС GPS наращивает свою популярность, как среди индивидуальных лиц, так и в рядах частных и государственных компаний. Что стало причиной подобного явления: обычное любопытство по отношению к новшеству или более обоснованный выбор? Данный вопрос требует детального рассмотрения, и без небольшого исторического экскурса нам не обойтись.

Система GPS ГЛОНАСС – начало начал

До недавнего времени выбирать между навигационными системами ГЛОНАСС или GPS, что лучше, было просто неактуально, ввиду безоговорочного лидерства последней. Это, можно сказать, был обусловлено исторически. Отставание ГЛОНАСС, разрабатываемой для Советского Союза, от американской GPS было изначальным. Обе эти системы были предусмотрены для оборонных целей каждого из государств и разрабатывались в 80-х годах ХХ века, стой разницей, что США стартовали в «навигационной гонке» на 8 лет раньше. Постепенно разрыв между собой спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС сократили, однако после распада Союза ситуация изменилась коренным образом. Развитие ГЛОНАСС остановилось, а лидерство GPS стало единоличным и безоговорочным.

Спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС: преимущества и недостатки

Интерес к ГЛОНАСС и разработки в этой области возродились в начале 2000-х годов. В результате, сегодня российская навигационная система по многим параметрам сравнялась с GPS, а по некоторым даже превзошла. Безусловно, разработчикам ГЛОНАСС необходимо усовершенствовать еще множество нюансов. К примеру, сократить ошибки навигационных определений и повысить точность позиционирования объектов. Сейчас точность ГЛОНАСС и GPS составляет 4-7 м (при использовании в среднем 7-8 спутников) и 2-5 м (при использовании 6-11 спутников) соответственно.

Еще одним существенным недостатком ГЛОНАСС является значительно меньший срок эксплуатации спутников. При этом имеются и превосходства над американской навигационной системой. Российские спутники в орбитальном положении не имеют резонанса с движением Земли, поэтому вспомогательная корректировка им не требуется. Оптимальные параметры орбиты делают ГЛОНАСС безоговорочным лидером при работе в приполярных широтах.

Спутниковая навигация GPS ГЛОНАСС стала своеобразным гибридом и воплотила преимущества обоих систем. Стоит также отметить, что практически все устройства, как любительского, так и профессионального уровня, работающие на основе ГЛОНАСС, принимают и сигналы GPS, поэтому вопрос «чем отличается ГЛОНАСС от ГЛОНАСС GPS» является неактуальным.

Спутниковые навигационные системы GPS и ГЛОНАСС: работа в тандеме

Спутниковые системы навигации GPS и ГЛОНАСС применяются для определения местоположения различных объектов и прочих вспомогательных сведений: скорость и направление движения, высота, численность спутников и так далее. Прием и передача параметров для спутникового мониторинга GPS ГЛОНАСС осуществляет GPS ГЛОНАСС трекер. Принятую информацию это устройство может транслировать с периодическими интервалами с помощью GPRS на сервер либо в качестве SMS уведомлений с содержанием интересующих координат или ссылок на сервис, предоставляющий возможность просмотреть координаты непосредственно на карте.

Разновидности GPS ГЛОНАСС контроллеров

Спутниковый GPS ГЛОНАСС контроль осуществляется с помощью трекеров двух классов:

• персональный трекер используется для отслеживанием людей и домашних животных;
• автомобильный ГЛОНАСС GPS контроль стал возможен благодаря станционному прибору, который синхронизируется с бортовой сетью автотранспортного средства. Такой трекер зачастую может подключать дополнительные опции: датчик контроля температуры, топлива и так далее. Разновидностью автотрекеров считаются скрытые маячки и закладки, которые работают автономно от батареек.

Многие контроллеры обладают кнопкой сигнала SOS и возможностью прослушивания в небольшом радиусе вокруг устройства, что существенно расширяет область применения GPS ГЛОНАСС.

GPS транспорта, ГЛОНАСС или GPS ГЛОНАСС мониторинг

Безусловно, двухсистемный мониторинг автотранспорта ГЛОНАСС GPS значительно эффективнее, нежели каждая из навигационных систем по отдельности. Гибридный трекер успешно справляется с приемом-передачей сигналов независимо от местоположения объекта и погодных условий. Трекеры, оборудованные модулем спутниковой связи, могут транслировать данные из любой точки земного шара. Для жителей мегаполисов и крупных городов GPS ГЛОНАСС система мониторинга является прекрасной альтернативой односистемной навигации. Дело в том, что в пределах высотной регулярной застройки возможности спутникового слежения существенно сокращаются, а применение двух навигационных систем одновременно, то есть GPS ГЛОНАСС мониторинг, качественно улучшает возможности пользователей.

Применение GPS ГЛОНАСС

Система мониторинга

транспорта GPS ГЛОНАСС позволяет эффективно контролировать:

• передвижение транспорта автопарка;
• перевозку грузов;
• расход топлива;
• километраж;
• личное автотранспортное средство;
• сдаваемую в аренду технику и так далее.

Благодаря возможностям, которые открывает гибридная система навигации, вы сможете успешно оптимизировать логистическое направление на своем предприятии, что приведет к существенной экономии, как денежных средств, так и времени.

Мониторинг транспорта GPS ГЛОНАСС: преимущества внедрения

Согласно статистическим данным и практическому опыту компаний, применяющих в своей деятельности навигационную систему GPS/ГЛОНАСС, экономический эффект использования двухсистемного спутникового слежения характеризуют такие показатели:

1. значительное снижение расходов на техобслуживание и топливо благодаря оптимизации маршрутов и устранению вероятности нецелевого пробега автотранспортных средств;
2. сокращение урона, обусловленного кражами грузов и угоном авто;
3. улучшение качества и расширение возможностей транспортного обслуживания клиентов. Способность оперативно реагировать на запросы и увеличение ассортимента услуг, в свою очередь, влекут привлечение новых клиентов;
4. оптимизация планирования рабочего процесса благодаря наличию точных данных о пробеге автотранспорта и минимизация затрат на его же ремонт;
5. возможность формирования адекватной системы мотивации, поощряющей эффективное использование рабочего времени, транспорта, расходных материалов и спецтехники. При этом материальное стимулирование и справедливое поощрение является отличным способом повышения производительности труда персонала.

Сегодня приобретение такой навигации становится реальной необходимостью, как для частных лиц, так и для различных компаний. GPS ГЛОНАСС купить, установить, а также получить доступ к системе на протяжении одной недели возможно с помощью нашей компании. Мы уже не первый год специализируемся на системах спутникового слежения, что устраняет любые сомнения в нашей квалификации.

Применение ГЛОНАСС/GPS мониторинга в сельском хозяйстве

Использование техники в сельском хозяйстве нуждается в автоматизированной системе контроля. Этот факт сегодня уже не вызывает сомнений. Недобросовестные действия водителей, нецелевое использование техники, сливы топлива — эти и другие факторы влияют на снижение эффективности сельскохозяйственных работ, увеличение финансовых расходов.

Повышение экономических показателей возможно только при качественно новом подходе к управлению производственными процессами. На сегодняшний день его может обеспечить только автоматизированная система контроля и управления транспортом на основе ГЛОНАСС/GPSтехнологий.

Практика российских компаний показывает, что применение подобных систем позволяет существенно минимизировать транспортные расходы предприятия и полностью исключить хищение топлива. В результате чего экономия ГСМ составляет в среднем от 25 до 30 %. Оборудованием на базе ГЛОНАСС могут быть оснащены все виды сельскохозяйственной техники, будь то тракторы, грузовики, комбайнеры или рефрижераторы. К системе мониторинга могут быть подключены также дополнительные датчики контроля исполнительных механизмов (плуга, косы, оросителя и т.д.), благодаря которым диспетчер сможет получать информацию о времени, месте и продолжительности работы техники, эти данные позволяют произвести точный расчет расхода топлива на проведение работ.

Система мониторинга сельскохозяйственной техники позволяет отслеживать перемещение транспортных средств в режиме реального времени, записывает историю маршрутов, стоянок и сохраняет полученную информацию в базе данных. При этом фиксируются все необходимые для оценки качества работы техники параметры: пробег, скорости движения, расход топлива, места и время стоянок, общее время работы. Контроль этих параметров способствует повышению производительности труда на предприятии и в целом — улучшению экономической эффективности работы транспорта.

Развитие технологий высокоточного позиционирования в перспективе позволит контролироваться точность обработки полей, выявлять пропуски, факты двойной обработки и учитывать время, потраченное на проведение тех или иных работ. В настоящее время ряд компаний на российском рынке предлагают различное GPS—оборудование, предназначенное для работы в агропромышленной отрасли, и электронные картыполей, однако в целом все существующие решения отличаются высокой стоимостью. Увеличение точности сигнала системы ГЛОНАСС в ближайшем будущем может послужить толчком для появления и широкого распространения аналогичного оборудования отечественного производства.

Чего нам ждать от ГЛОНАСС?

Юрий Матэвич, как идёт процесс внедрения ГЛОНАСС в систему обороны страны? – Напомню, что ГЛОНАСС – система двойного назначения с приоритетами в области обороны и безопасности Российской Федерации. Чтобы говорить о внедрении ГЛОНАСС в систему обороны страны, а именно в Вооружённые Силы, надо принять во внимание, что она является источником навигационной информации. Использование этой информации позволяет существенно повысить как технические характеристики вооружения и военной техники, так и эффективность применения армии и флота. ГЛОНАСС в данной области внедряется по ряду направлений: первое – использование навигационных технологий для обеспечения личного состава навигационной аппаратурой потребителей различного целевого назначения (индивидуальной, носимой, возимой). Это направление в настоящее время активно реализуется. Осуществляются разработка указанной аппаратуры потребителей, её поставка потребителям. Конечно, сейчас мы не можем сказать о стопроцентной оснащённости, но, учитывая уже достигнутое, а также параметры перспективных программно-плановых документов, ясно, что мы скоро удовлетворим потребности в указанной аппаратуре в полном объёме. Несколько слов о качественных характеристиках разрабатываемой навигационной аппаратуры. В Вооружённых Силах России предъявляются достаточно жёсткие требования к разрабатываемой технике. Это наложило определённый отпечаток на массогабаритные и стоимостные характеристики навигационной аппаратуры потребителей, разработанной в конце 1990-х – начале 2000-х годов. С развитием технологий производства облик аппаратуры меняется. Сейчас разрабатываются либо уже находятся в производстве её образцы с качественно новыми техническими и функциональными характеристиками. Второе направление внедрения ГЛОНАСС – использование навигационной аппаратуры или систем и комплексов на её основе непосредственно в системах управления оружием, на военной технике, автомобильном транспорте и в других целях. Спектр применения тут достаточно широк: начиная от оснащения ракет-носителей и космических аппаратов и заканчивая автомобильным транспортом общего назначения. Это направление наиболее актуально, так как позволяет перейти от использования понятия «навигация» как определение своего местоположения к более широкому применению навигационных технологий, а именно к созданию навигационно-информационных систем, которые позволяют решать комплексные задачи по навигационному обеспечению применения технических средств различного назначения. Сегодня осуществляется переход от оснащения навигационной аппаратурой вооружения и военной техники, уже имеющейся в Вооружённых Силах, к непосредственной её установке на заводах-изготовителях. Кроме того, в настоящее время идёт разработка проекта Федеральной целевой программы по поддержанию, развитию и использованию системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы. В рамках этой программы будет предусмотрен комплекс работ по созданию и развитию навигационных средств для всех заинтересованных силовых министерств и ведомств с учётом результатов эксплуатации уже имеющейся аппаратуры и перспектив развития орбитальной группировки системы ГЛОНАСС. – Кто конкурирует с ГЛОНАСС, как их обойти? Есть ли у ГЛОНАСС преимущества перед ними? – На сегодняшний день действуют две глобальные навигационные системы: российская ГЛОНАСС и американская GPS. Имеются планы по развёртыванию аналогичных систем в Европейском союзе и Китае (Compass/Beidou). Индия и другие страны недавно приступили к созданию своих региональных навигационных систем. В США принята программа построения к 2025 году новой архитектуры национальных средств навигации, которая решит задачи навигационного обеспечения потребителей (в первую очередь военных) с высокой точностью в любых условиях применения. Программа реализуется с 2011 года. Учитывая, что система ГЛОНАСС являет собой составную часть особо важной государственной инфраструктуры, обеспечивающей национальную безопасность и развитие экономики Российской Федерации в условиях широкомасштабных зарубежных программ развития спутниковой навигации, нам необходимо не только поддерживать систему на достигнутом уровне, но и всемерно способствовать её дальнейшему развитию. Значительный импульс в этом направлении дал Указ Президента Российской Федерации от 17 мая 2007 года № 638 «Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития Российской Федерации». Он определил порядок предоставления сигнала потребителям, организации работ по поддержанию и использованию ГЛОНАСС, а также перспективы её развития до 2020 года. Чтобы обойти наших конкурентов, важно в ближайшие годы решить ряд сложных задач: разработать и насытить рынок навигационных услуг конкурентоспособными базовыми модулями, образцами навигационной мультисистемной аппаратуры нового поколения и системами на её основе для специальных и гражданских потребителей; завершить развёртывание системы дифференциальной коррекции и мониторинга для гражданских и военных потребителей; завершить лётные испытания космических аппаратов серии «Глонасс-К» с расширенными функциональными возможностями; обеспечить на требуемом уровне эксплуатацию и модернизацию системы ГЛОНАСС, включая средства её наземного сегмента. Многое зависит от фундаментального обеспечения и новых дополнений для расширения сферы применения системы с целью достижения заданных тактико-технических характеристик. Для этого в рамках концепции создания и развития системы ГЛОНАСС на 2012–2020 годы предусмотрены конкретные работы и соответствующие объёмы финансирования. – Как система может и будет использоваться в повседневной жизни россиян? – Конкретный пример бытового применения ГЛОНАСС — автомобильные навигаторы, персональные навигаторы. Туристам, да и местным жителям ГЛОНАСС позволит лучше ориентироваться на местности, быстрее и полнее узнавать о находящихся рядом с маршрутом достопримечательностях. В случае опасности туристам поможет тревожная кнопка. Также найти широкое применение могут трекеры (небольшие следящие устройства), которые достаточно вшить в одежду ребёнка или пожилого человека, чтобы получить возможность в любой момент узнавать о его местоположении. Государство запустило два масштабных проекта, имеющих ярко выраженное социальное значение, – это внедрение единого номера «112» для вызова спасательных, медицинских служб и полиции при чрезвычайных ситуациях и, как логичное продолжение этого проекта, формирование системы экстренного реагирования при автодорожных авариях ЭРА–ГЛОНАСС. Цель этих систем – максимально ускорить оказание помощи попавшим в беду. Кроме того, навигационные технологии на основе системы ГЛОНАСС могут успешно использоваться по многим направлениям. В их числе градостроительство; кадастр недвижимости; геодезия и картография; планирование территории; проектно-изыскательские работы, исполнительные съёмки; строительство промышленных объектов; прокладка железнодорожных и автомобильных магистралей; в России и странах СНГ. Данная технология широко применяется во всём мире для различных приложений – от самых обыденных, например в геодезии, до более сложных, таких как точное управление механизмами. Есть все основания полагать, что начало сотрудничества в этой области позволит России использовать передовой мировой опыт развития инфраструктуры спутниковой навигации. Важно отметить, что с развитием системы ГЛОНАСС повышается интерес иностранных компаний к участию в её использовании.< В частности, активно участвуют в этом организации из стран СНГ, в первую очередь Украины и Казахстана, с которыми уже подписаны соответствующие соглашения. – Каковы состояние и перспективы развития орбитальной группировки ГЛОНАСС и её наземной составляющей? – В соответствии с Федеральной целевой программой «Глобальная навигационная система» основной задачей в 2011 году является доведение состава орбитальной группировки системы ГЛОНАСС до 24 космических аппаратов, используемых по целевому назначению. Этим составом орбитальной группировки будет достигнута стопроцентная доступность навигационного поля как на территории России, так и глобально. Разработанная программа запусков позволит в течение 2011-2013 годов поддерживать орбитальную группировку системы ГЛОНАСС в количестве 29–30 космических аппаратов, из которых 24 будут использоваться по целевому назначению, а 5–6 — находиться в орбитальном резерве. В связи с завершением в период 2013-2014 годов работы на орбите аппаратов «Глонасс-М» (запущены в 2005 и 2006 годах, гарантийный срок активного существования – 7 лет) в рамках разрабатываемой в настоящее время программы по поддержанию, развитию и использованию системы ГЛОНАСС на 2012–2020 годы предусматриваются работы по изготовлению и запуску 9 космических аппаратов на замену. В начале этого года начались лётные испытания нового навигационного аппарата «Глонасс-К» с увеличенным до 10 лет гарантийным сроком активного существования и улучшенными тактико-техническими характеристиками. Далее по окончании лётных испытаний поддержание орбитальной группировки системы ГЛОНАСС будет осуществляться «точечными» запусками аппаратов «Глонасс-К» с использованием ракеты-носителя «Союз-2» и разгонного блока «Фрегат». Важнейшая часть системы ГЛОНАСС, обеспечивающая точностные характеристики системы в целом, – её наземная составляющая. В 2011 году завершается модернизация этого сегмента в плане повышения надёжности и оперативности управления. В конечном счёте всё это позволит повысить точностные характеристики системы до уровня GPS и сделает ГЛОНАСС вполне конкурентоспособной на мировой арене. Беседовала Анна Потехина, «Красная Звезда».

М2М телематика

ГЛОНАСС/ GPS мониторинг передвижения транспорта, контроль работы водителей и диспетчеров, тотальное ГЛОНАСС/GPS слежение вплоть до показаний специальных датчиков, входящих в состав аппаратно-программного комплекса систем спутникового слежения, анализ полученных данных – это только часть спектра возможностей спутниковых систем управления автотранспортом на базе систем ГЛОНАСС и GPS. Такие широкие возможности системы спутникового слежения делают их эффективными инструментами решения задач, связанных с мониторингом подвижных объектов.

Системы спутникового мониторинга внедряются как в автопарки небольших предприятий, так и на уровне города или региона в рамках построения комплексной Интеллектуальной Транспортной Системы (ИТС). И в том и в другом случае использование спутниковых систем мониторинга транспортных средств является экономически выгодным.

Применение

ГЛОНАСС / GPS мониторинг транспорта применяется не только на уровне предприятий различных сфер деятельности, но и на уровне городов и регионов. Мониторинг муниципальных пассажирских автотранспортных предприятий позволяет повысить качество транспортного обслуживания населения, повысить безопасность на транспорте в целом, повысить качество обслуживания населения, а также снизить бюджетные расходы.

Инновационная система мониторинга транспорта позволяет осуществлять контроль расхода топлива и других горюче-смазочных материалов, а также гарантировать сохранность грузов и их своевременную доставку. Эффективная организация труда, снижение пробега и простоев транспорта, экономия ГСМ – малая часть результатов внедрения спутникового мониторинга.

Как работает ГЛОНАСС / GPS-мониторинг?

Спутниковые системы ГЛОНАСС / GPS слежения работают на основе определения координат местоположения мобильных или стационарных объектов относительно позиций спутников. В настоящий момент в России осуществляется 2 вида мониторинга объектов. Использование оборудования, совмещающего оба вида мониторинга, и ГЛОНАСС и GPS, повышает надежность работы системы за счет увеличения числа сигналов, получаемых от спутников, а также снижает риск низкой точности определения координат местонахождения в условиях плотной городской застройки и неблагоприятных погодных условиях. И ГЛОНАСС /GPS мониторинг и GPS-мониторинг обеспечивают не только эффективную логистику, но и тотальный контроль каждого движущегося объекта, например автомобиля, на котором была осуществлена установка специального оборудования. Спутниковый мониторинг существенно повышает эффективность работы предприятия в целом.

Возможности использования ГЛОНАСС / GPS мониторинга подвижных объектов

Мониторинг транспорта – только одна из сфер применения спутниковых систем слежения за автотранспортом. Использование дополнительного оборудования позволяет осуществлять контроль температуры, вести учет времени и параметров работы различных агрегатов и навесных механизмов.

Применение систем спутникового мониторинга автотранспорта обеспечивает информацией о местоположении транспорта, позволяет осуществлять более эффективную логистику, сокращать расходы на ГСМ и контролировать несанкционированные простои.

Опыт внедрения систем спутникового мониторинга автотранспорта на предприятиях различных сфер деятельности подтверждает, что эффективность использования транспортных средств до 40%.

GPS/Глонасс мониторинг транспорта — ТраспортМониторинг

---

Что такое спутниковый мониторинг?

Спутниковый мониторинг – это постоянное централизованное дистанционное наблюдение за текущим местоположением и состоянием объектов. Система предназначается для слежения за движением и состоянием частных лиц и автотранспорта, а также оперативного реагирования в случае возникновения нежелательных событий.

Основные возможности спутникового мониторинга автотранспорта и физических лиц:

• Мониторинг местоположения транспортных средств, водителей, торговых представителей, перевозимых грузов в режиме реального времени;
  • Отображение местоположения, направления движения и состояния транспортного средства на электронной карте, в виде передачи данных видеонаблюдения, в виде информационных сообщений;
  • Определение состояния автотранспорта, работы специальных систем и оборудования на основе показаний датчиков;
  • Отображение сигналов «тревоги»;
  • Связь с водителем и многое другое.

---

к началу

На каких технологиях основана работа Системы транспортного мониторинга?

Система транспортного мониторинга – это аппаратно-программный комплекс, основанный на использовании следующих информационно-телекоммуникационных технологий:

• спутникового позиционирования ГЛОНАСС и GPS;
  • сотовой связи GSM;
  • УКВ-связи;
  • интернет;
  • вычислительной техники и микроэлектроники.

---

к началу

Как работают системы спутникового позиционирования ГЛОНАСС и GPS?

Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда СССР был запущен первый искусственный спутник Земли, американские учёные обнаружили, что частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты.

Реализована эта идея была через 20 лет. В 1973 году была инициирована программа DNSS, позже переименованная в Navstar-GPS и затем в GPS (Global Positioning System). Первый тестовый спутник выведен на орбиту 14 июля 1974 г США. Последний из 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г., после чего стало возможным использовать систему GPS для слежения и точного позиционирования неподвижных, а затем и подвижные объектов в воздухе и на земле. 24 спутника обеспечивают 100% работоспособность системы в любой точке земного шара, но не всегда могут обеспечить уверенный прием и хороший расчет позиции. Поэтому для увеличения точности и на случай отключения общее число спутников поддерживается в большем количестве – 30-32 спутника. Информация в C/A коде (стандартной точности) распространяется бесплатно. Военное применение (точность выше на порядок) обеспечивается зашифрованным кодом.

ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС) — российская спутниковая навигационная система. Основой системы являются 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли. Первый спутник ГЛОНАСС был выведен Советским Союзом на орбиту 12 октября 1982 года. 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию с орбитальной группировкой из 12 спутников. Для определения пространственных координат и точного времени требуется принять и обработать навигационные сигналы не менее чем от 4-х спутников ГЛОНАСС. По состоянию на 01.04.2011 г. в составе орбитальной группировки системы ГЛОНАСС насчитывается 26 космических аппаратов «Глонасс-М», из них 22 используются по целевому назначению и четыре временно выведены на техобслуживание.

Распоряжением Президента Российской Федерации от 18 февраля 1999 г. № 38-рп система ГЛОНАСС определена как система двойного назначения, применяемая не только в интересах обороны и безопасности РФ, но и в социально-экономических целях. Таким образом, было положено начало «гражданской» ГЛОНАСС. Федеральное космическое агентство (Роскосмос) является координатором, и вместе с другими министерствами и ведомствами выступает в качестве государственного заказчика по Федеральной Целевой Программе «Глобальная навигационная система». Эта программа направлена на дальнейшее развитие и эффективное использование глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС за счет внедрения передовых технологий спутниковой навигации в интересах социально-экономического развития страны и обеспечения национальной безопасности, а также сохранения Россией лидирующих позиций в области спутниковой навигации. В настоящее время происходит активная коммерциализация технологий ГЛОНАСС. Заинтересованность руководства РФ в развитии отечественной навигационной системы способствует созданию массового навигационного рынка услуг и оборудования.

Спутники системы ГЛОНАСС, как и GPS, непрерывно излучают навигационные сигналы двух типов: навигационный сигнал стандартной точности (СТ) и навигационный сигнал высокой точности (ВТ). Информация, предоставляемая навигационным сигналом СТ, доступна всем потребителям и позволяет определять:

• горизонтальные координаты с точностью 50-70 м
  • вертикальные координаты с точностью 70 м
  • составляющие вектора скорости с точностью 15 см/с
  • точное время с точностью 0,7 мкс

По своим характеристикам и принципам построения системы GPS и ГЛОНАСС схожи, однако имеют немного разные технологии в основе, что позволяет говорить об отсутствии заимствования. В настоящее время система GPS – это 29 активных спутников, ГЛОНАСС – 22, в сумме 51 спутник. Приемники, использующие данные всех спутников будут надежнее и точнее — в этом и состоит практический результат применения двух систем – ГЛОНАСС и GPS.

---

к началу

Как система ГЛОНАСС/ GPS мониторинга работает?

На транспортное средство (автомобиль, либо другой объект наблюдения) устанавливается специальное навигационное ГЛОНАСС/GPS оборудование (GPS-маячок, GPS-трекер, бортовой терминал, GPS-контроллер). Терминал автоматически определяет местоположение, скорость и направление движения автотранспорта c помощью приемника спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС или GPS, а кроме того, такие параметры, как: маршрут автомобиля, состояние подключенных датчиков. Далее терминал в автоматическом режиме или по запросу пользователя передает собранную информацию по беспроводным каналам связи. Это может быть как сотовый канал системы GSM стандарта GPRS/SMS, так и УКВ канал. Весь объем навигационной и технической информации поступает на сервер системы ГЛОНАСС/ GPS слежения, где обрабатывается и сохраняется в базе данных.

На рабочее место диспетчера устанавливается специальное программное обеспечение, в котором используются электронные векторные многослойные карты местности, с высокой точностью отображающие текущее местоположение и перемещение транспорта.

---

к началу

Какие данные можно контролировать с помощью системы транспортного мониторинга?

Спутниковая Система транспортного мониторинга позволяет контролировать в режиме реального времени следующие параметры объектов:

• текущее местоположение
  • скорость движения
  • время движения
  • время и место стоянок автотранспорта
  • пройденный маршрут
  • прохождение контрольных зон в заданный период времени
  • время и место погрузки и выгрузки грузов
  • факт включения зажигания двигателя
  • расход топлива, его заправки и сливы
  • количество топлива в баках
  • температурный режим
  • загруженность механизмов (для спецтехники)
  • открытие дверей
  • опрокидывание кузова
  • обороты двигателя
  • количество моточасов
  • срабатывание сигнализации, «тревожной кнопки» и т. д.

Кроме того, спутниковая Система ГЛОНАСС/GPS слежения в режиме реального времени передает видеоданные с установленных в автомобиле видеокамер, оповещает о потере связи с поставленным на сигнализацию автомобилем, позволяет удаленно управлять агрегатами автомобиля и исполнительными устройствами, при потере зоны покрытия автоматически переходит на альтернативный канал связи, обеспечивает связь с водителем и многое другое.

ГЛОНАСС — обзор | Темы ScienceDirect

3.11.1.10 Глобальные навигационные спутниковые системы

Успех GPS привел к разработке аналогичных будущих систем, обычно называемых GNSS. Для обеспечения глобального охвата каждая система GNSS обычно имеет группировку из 20–30 спутников, находящихся примерно на 12-часовой орбите. Некоторые системы дополняются несколькими спутниками на геостационарной или наклонной геостационарной орбите.

Российская система ГЛОНАСС (русское сокращение, которое буквально переводится как GNSS) была фактически разработана параллельно с GPS и к 1995 году достигла глобального покрытия с 24 спутниками на орбите. После последующего периода деградации к концу 2011 года система ГЛОНАСС была восстановлена ​​до состояния полной группировки из 24 спутников, а по состоянию на 2013 год на орбите находилось 29 спутников. Многие современные приемники GNSS могут отслеживать как GPS, так и ГЛОНАСС. Как и GPS, орбиты и часы спутников ГЛОНАСС моделируются IGS. Однако отчасти из-за различных частот передачи спутников ГЛОНАСС, которые препятствуют применению методов разрешения неоднозначности фазы несущей, система не доказала, что может предоставлять геодезические решения с такой высокой точностью, как GPS.Тем не менее, данные ГЛОНАСС могут улучшить GPS в ситуациях, когда небо не полностью видно, например, в условиях городского каньона.

Примером разрабатываемой GNSS является европейская система Galileo, которая должна быть полностью готова к работе с 30 спутниками до 2020 года после нескольких лет начальной работоспособности. К октябрю 2012 года четыре спутника Galileo были введены в эксплуатацию, что позволило впервые произвести решения для трехмерного позиционирования.

Китайская экспериментальная региональная навигационная спутниковая система (BDS) BeiDou, состоящая из пяти геостационарных спутников, расширяется для обеспечения глобального охвата.BDS планирует добавить к группировке 30 негеостационарных спутников, в том числе три на наклонной геостационарной орбите. К 2013 году у BDS было 15 действующих спутников, а к 2020 году планируется создать полную глобальную группировку.

Также разрабатываются региональные системы улучшения. В Японии планируется, что квазизенитная спутниковая система (QZSS) будет иметь три спутника на наклонной геосинхронной орбите для улучшения GPS в этом регионе. По состоянию на 2012 год в эксплуатации находился один спутник QZSS. Аналогичным образом, Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS) будет иметь семь спутников для дополнения GPS (три на геостационарной орбите и четыре на наклонной геостационарной орбите), а первый запуск запланирован на лето 2013 года.

Основной причиной разработки систем, альтернативных GPS, является обеспечение доступа к сигналам GNSS, которые не находятся под контролем какой-либо отдельной страны, с последствиями для военных во время войны и национальных чрезвычайных ситуаций и для гражданских институтов, таких как национальные авиационные власти, которые предъявляют строгие требования к гарантированному доступу к достаточному количеству сигналов GNSS в любое время.

Таким образом, будущее GNSS практически гарантировано. По аналогии с Интернетом, навигация и геопространственная привязка стали настолько неотъемлемой частью мировой инфраструктуры и экономики, что сейчас трудно представить себе мир будущего, в котором GNSS не будет широко распространена.Как доказал GPS, система GNSS не обязательно должна разрабатываться с учетом высокоточной геодезии, чтобы ее можно было успешно использовать в качестве высокоточного геофизического инструмента. Однако вполне вероятно, что будущие системы GNSS будут больше учитывать высокоточные приложения при их проектировании и, таким образом, могут быть даже лучше приспособлены для геофизических приложений, чем нынешняя GPS. Можно многое сделать для уменьшения ошибок, например, при калибровке изменения фазового центра в передающей спутниковой антенне или при передаче сигналов на нескольких разных частотах.

Таким образом, в будущем в спутниковой геодезии будет использоваться несколько систем GNSS одновременно и одновременно. Это приведет к повышению точности и надежности решений. Это также позволит найти новые способы зондирования и, мы надеемся, уменьшения систематических ошибок, связанных с конкретными системами GNSS и спутниками. Продолжающееся снижение стоимости приемных систем GNSS, несомненно, приведет к развертыванию сетей с гораздо более высокой плотностью (уменьшенное расстояние между станциями), что принесет пользу геофизическим исследованиям.Например, это позволит с более высоким разрешением определять накопление деформации из-за деформации земной коры в пограничных зонах плит.

(PDF) ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ ГЛОНАСС В ВОЗДУШНОМ ПРИМЕНЕНИИ

Дж. Свиклак, К. Красуски

[8] Лоу, Д., Уолш, Д., Капаччо, С., Дали, П., Ричардс, Г. , Шарки, С., Дифференциал в реальном времени

определения местоположения самолетов с помощью GPS и ГЛОНАСС, Труды 52-го ежегодного собрания

Института навигации, стр.49-56, Кембридж, Массачусетс, июнь 1996.

[9] Гжегожевски, М., Ярушевски, В. , Фелльнер, А., Ощак, С., Василевски, А., Жепецка, З.,

Капча, Я., Поплавский Т., Предварительные результаты позиционирования самолета DGPS / DGLONASS

при заходе на посадку и посадке, Ежегодник навигации, № 1, стр. 41-53, 1999.

[10] Гжегожевский М., Управление воздушным судном с помощью позиционного потенциала в трехмерном пространстве

, Годовой навигационный журнал, No.9, pp. 1-111, 2005.

[11] Цудзи, Т., Харигаэ, М., Инагаки, Т., Канаи, Т., Летные испытания точного позиционирования GPS / ГЛОНАСС

в сравнении с двухчастотным профилем KGPS. , Земля Планеты Космос, Том. 52, pp. 825-829,

2000.

[12] Уолтер, Т., Бланч, Дж., Чой, М.Дж., Рид, Т., Эндж, П., Включение ГЛОНАСС в авиационные приемники

RAIM, Материалы Международного технического совещания 2013 г. Института навигации

, стр. 239-249, Сан-Диего, Калифорния, январь 2013 г.

[13] Эль-Мовафи А., Пилотная оценка интеграции ГЛОНАСС, Galileo и BeiDou с GPS в

Araim, Искусственные спутники, Vol. 51, No. 1, pp. 31-44, 2016, DOI: 10.1515 / arsa-2016-0003,

2016.

[14] Красуски К., Свиклак Дж. Применение наблюдений кода ГЛОНАСС для обозначение

координат самолета в режиме летных испытаний: тематическое исследование, Научный журнал Силезского университета

. Серия Транспорт, Vol.97, pp. 69-80, DOI: 10.20858 /

sjsutst.2017.97.7, 2017.

[15] Marathe, T., Pai, K.P, Suhas, HN, Rakesh Nayak, A., GPS GLONASS Приемник SBAS для

бортовых приложений, NAVCOM 2012 Pearl Jubilee International Conference on Navigation

and Communication, pp. 1-4, Хайдарабад, Индия, 20-21 декабря 2012 г.

[16] Гао, З., Шен, В. ., Чжан, Х., Ниу, X., Ге, М., Кинематическое позиционирование INS в реальном времени с жестким ограничением

ионосферно-ограниченный PPP с помощью нескольких GNSS, Scientific Reports, Vol.6, 30488, pp. 1-16,

2016, DOI: 10.1038 / srep30488, 2016.

[17] Сунь, Х., Ли, Л., Дин, X., Го, Б., Точный многомодовый Определение местоположения GNSS для БПЛА и его применение

в крупномасштабной фотограмметрии, Геопространственная информатика, Vol. 19: 3,

pp. 188-194, 2016, DOI: 10.1080 / 10095020.2016.1234705, 2016.

[18] He, K., Определение кинематического положения и скорости DGNSS для авиагравиметрии,

Научно-технический отчет 15 / 04, Немецкий исследовательский центр геонаук GFZ, 2015,

DOI: 10.2312 / GFZ.b103-15044, 2015.

[19] Цай, К., Гао, Й., Моделирование и оценка комбинированной точной точки GPS / ГЛОНАСС

позиционирования, Решения GPS, Vol. 17, pp. 223-236, 2013, DOI: 10.1007 / s10291-012-0273-9,

2013.

[20] Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H., Wasle, E., GNSS — глобальный навигационный спутник

Системы

: GPS, ГЛОНАСС, Galileo и др., Springer, Wien, NewYork 2008.

[21] Krasuski, K., wiklak, J., Jafernik, H., Позиционирование самолета методом PPP в системе ГЛОНАСС

, Авиационная техника и аэрокосмические технологии, статья принята в печать, 2017,

DOI: 10.1108 / AEAT-06-2017-0147, 2017.

[22] Takasu, T. , RTKLIB вер. 2.4.2 Руководство, RTKLIB: пакет программ с открытым исходным кодом

для GNSS-позиционирования, 2013. Документ доступен на веб-сайте: http://www.rtklib.com/prog/

manual_2.4.2.pdf, актуально на 2018 год.

[23] Родригес-Бильбао, И., Радичелла, С.М., Родригес-Кадро, Г., Херрайс, М., Точная точка

производительность позиционирования в присутствии 28 октября 2003 г. внезапного увеличения общего содержания электронов на

, Space Weather, Vol. 13, pp. 698-708, 2015, DOI: 10.1002 / 2015SW001201,

2015.

Рукопись получена 18 мая 2018 г .; утвержден к печати 31 августа 2018 г.

Инновации: ГЛОНАСС — прошлое, настоящее и будущее: GPS World

Альтернатива и дополнение к GPS

Обзор истории программы ГЛОНАСС, ее текущего состояния и обзор планов на ближайшее будущее спутниковой группировки, ее навигационных сигналов и наземной сети поддержки.

Доступны английские версии документации по управлению интерфейсом CDMA ГЛОНАСС. См. Дополнительную информацию.

Ричард Лэнгли

12 октября 1982 года Советский Союз запустил первый спутник ГЛОНАСС. В ответ на разработку GPS или просто для того, чтобы удовлетворить потребность в системе с аналогичными возможностями для своих вооруженных сил, Советский Союз начал разработку Глобальной навигационной спутниковой системы или Глобальной навигационной спутниковой системы в 1976 году, всего через три года после этого. запуск программы GPS.Первый испытательный спутник под кодовым названием Космос 1413 сопровождался двумя фиктивными или балластными спутниками с той же приблизительной массой, поскольку Советский Союз уже планировал запускать три спутника ГЛОНАСС одновременно с помощью своих мощных ракет, чтобы сэкономить на затратах на запуск.

Но из-за неудачных запусков и характерно короткого срока службы спутников было запущено еще 70 спутников до того, как в начале 1996 года была создана полностью заполненная группировка из 24 функционирующих спутников (обеспечивающих полную оперативную способность или FOC). К сожалению, полное созвездие просуществовало недолго. Экономические трудности России после распада Советского Союза нанесли ущерб ГЛОНАСС. Денег не было, и к 2002 году группировка сократилась до семи спутников, из которых только шесть были доступны во время операций по техническому обслуживанию! Но судьба России изменилась, и при поддержке российской иерархии ГЛОНАСС возродилась. Спутники-долгожители запускались по шесть в год, и медленно, но верно возвращалась целая группировка из 24 спутников.А 8 декабря 2011 года FOC снова был достигнут и впоследствии более или менее поддерживался — система даже иногда работала с запасными частями на орбите.

В то время как двухсистемные приемники GPS / ГЛОНАСС только для ГЛОНАСС и обзорного уровня существуют уже более десяти лет, производители обратили внимание на возрождение ГЛОНАСС и начали производить микросхемы и приемники с возможностью ГЛОНАСС для потребительского рынка. В 2011 году компания Garmin выпустила портативные приемники, поддерживающие как GPS, так и ГЛОНАСС. В том же году различные производители сотовых телефонов начали предлагать возможности ГЛОНАСС со своими встроенными модулями позиционирования.Первые приемники GPS / ГЛОНАСС проложили путь для приемников мульти-ГНСС, которые мы имеем сегодня, с их способностью отслеживать не только спутники GPS и ГЛОНАСС, но и спутники европейских систем Galileo и китайских BeiDou, а также японских Quasi- Zenith Satellite System (не говоря уже о спутниках спутниковых систем функционального дополнения).

Я задокументировал развитие ГЛОНАСС в этой колонке еще в июле 1997 года, а группа авторов из акционерного общества «Российские космические системы» обсуждала планы модернизации ГЛОНАСС в статье, опубликованной в апреле 2011 года.Просрочено обновление. Итак, в этой статье я кратко рассмотрю историю программы ГЛОНАСС, расскажу о ее текущем состоянии и рассмотрю планы на ближайшее будущее спутниковой группировки, ее навигационных сигналов и наземной сети поддержки.

РАННИЙ ГОД, НАСТОЯЩИЙ ДЕНЬ

Во время холодной войны информации о ГЛОНАСС было мало. Помимо общих характеристик орбит спутников и частот, используемых для передачи навигационных сигналов, Министерство обороны Советского Союза мало что раскрыло.Однако расследование, проведенное профессором Питером Дейли и его студентами из Университета Лидса, предоставило некоторые подробности о структуре сигналов. С наступлением гласности и перестройки и, в конечном итоге, распада Советского Союза информация о ГЛОНАСС стала более доступной. В конце концов, русские выпустили Документ о контроле интерфейса (ICD). Этот документ, аналогичный по структуре пользовательским интерфейсам космического сегмента / навигации Navstar ICD-GPS-200, описывает систему, ее компоненты, а также структуру сигнала и навигационного сообщения, предназначенных для использования в гражданских целях.Последняя его версия была опубликована в 2016 году, но пока она общедоступна только на русском языке.

Спутники и сигналы. На данный момент запущено шесть моделей спутников ГЛОНАСС (также известных как «Ураган», русское название «Ураган»). Россия (на самом деле бывший Советский Союз) запустила первые 10 спутников, названных Block I, в период с октября 1982 года по май 1985 года. Она запустила шесть спутников Block IIa в период с мая 1985 года по сентябрь 1986 года и 12 спутников Block IIb в период с апреля 1987 года по май 1988 года. из которых шесть были потеряны из-за отказов ракеты-носителя.Четвертой моделью был Блок IIv (v — английская транслитерация третьей буквы русского алфавита). К концу 2005 года русские развернули 60 Block IIv. Каждое последующее поколение спутников содержало усовершенствования оборудования, а также увеличивало срок службы.

Прототип спутника ГЛОНАСС-М (модернизированный) был запущен 1 декабря 2001 года вместе с двумя блоками IIv с первыми двумя производственными спутниками ГЛОНАСС-М, включенными в тройку запусков 10 декабря 2003 года и 10 декабря 2003 года.26, 2004. Два спутника ГЛОНАСС-М были включены в тройной запуск 25 декабря 2005 года. Новый дизайн предлагал множество улучшений, включая улучшенную бортовую электронику, более длительный срок службы, гражданский сигнал L2 и улучшенное навигационное сообщение. Как и в более ранних версиях, на космическом корабле ГЛОНАСС-М по-прежнему использовался герметичный герметичный цилиндр для электроники.

РИСУНОК 1. Изображение от Reshetnev Information Satellite Systems, производителя спутников ГЛОНАСС, на праздновании 35-летия запуска первого спутника ГЛОНАСС в 1982 году («35 лет служения миру»).

Все спутники ГЛОНАСС, запущенные с декабря 2005 г., являются спутниками ГЛОНАСС-М, за исключением двух спутников ГЛОНАСС-К1 (иногда называемых просто ГЛОНАСС-К), запущенных 26 февраля 2011 г. и 30 ноября 2014 г. ГЛОНАСС -Спутники K1 заметно отличаются от своих предшественников. Они легче, имеют негерметичный корпус (аналогичный корпусу спутников GPS), имеют улучшенную стабильность часов и более длительный, 10-летний расчетный срок службы. Они также впервые включают в себя сигналы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) на третьей частоте, сопровождающие унаследованные сигналы множественного доступа с частотным разделением каналов (я их вскоре расскажу). Все спутники ГЛОНАСС были произведены акционерным обществом «Информационные спутниковые системы им. Решетнева», расположенным в Железногорске недалеко от Красноярска в Центральной Сибири и названном в честь основателя, генерального директора и главного конструктора Михаила Федоровича Решетнева. Компания Решетнева ранее называлась Научно-производственным объединением прикладной механики (Научно производственное объединение прикладной механики или НПО ПМ). Государственная корпорация по космической деятельности Роскосмоса (ранее Федеральное космическое агентство), широко известная как Роскосмос, является государственным органом, отвечающим за ГЛОНАСС.

РИСУНОК 1 включает изображения художников исходных спутников ГЛОНАСС, ГЛОНАСС-М и ГЛОНАСС-К1.

Спутниковые орбиты

ГЛОНАСС расположены в трех плоскостях, отделенных друг от друга прямым восхождением восходящего узла на 120 градусов, по восемь спутников в каждой плоскости. Спутники в плоскости расположены на равном расстоянии друг от друга, разделенные по аргументу широты на 45 градусов. Спутники в прилегающих плоскостях смещены по аргументу широты на 15 градусов. Спутники выводятся на условно круговые орбиты с наклонением цели 64.8 градусов и большая полуось приблизительно 25 510 километров, что дает им период обращения около 675,8 минут. Эти спутники имеют наземные треки, которые повторяются каждые 17 витков или восемь звездных дней. Плоскости орбиты ГЛОНАСС пронумерованы 1–3 и содержат орбитальные щели 1–8, 9–16 и 17–24 соответственно.

РИСУНОК 2 показывает состояние группировки на 17 октября 2017 г. Номер орбитального слота (также называемый слотом альманаха) и частотный канал (обсуждается ниже) указаны в скобках.Недавно запущенная система ГЛОНАСС 752 была запущена 16 октября 2017 года, в результате чего группировка из 24 спутников была полностью готова к работе. Все спутники являются стандартными спутниками ГЛОНАСС-М, за исключением ГЛОНАСС 755, который включает передатчик для новой третьей частоты, и ГЛОНАСС 701К и 702К. Последние два — спутники ГЛОНАСС-К1, из которых 702К работают, а 701К проходит летные испытания. Буква «K» не является частью официального номера ГЛОНАСС, но была добавлена ​​во избежание двусмысленности. Спутник ГЛОНАСС-М запущен 30 декабря.10, 2003, также назывался ГЛОНАСС 701. Аналогичным образом Международная служба GNSS (IGS) называет ГЛОНАСС 701K и 702K как 801 и 802 соответственно. IGS также обозначает ГЛОНАСС 751 как ГЛОНАСС 851, чтобы избежать путаницы с Космосом 2080, спутником ГЛОНАСС-IIv, запущенным 19 мая 1990 года, и также называемым ГЛОНАСС 751. И он обозначает ГЛОНАСС 753 как ГЛОНАСС 853, чтобы избежать путаницы с Космосом 2140, ГЛОНАСС. Спутник IIv запущен 14 апреля 1991 года, также называется ГЛОНАСС 751.

РИСУНОК 2.Состояние группировки ГЛОНАСС на 17 октября 2017 года. Зеленый квадрат обозначает местоположение исправного спутника, а оранжевый — тестового спутника. В скобках указаны номера орбитальных слотов и частотные каналы.

Спутники традиционно запускались тремя ракетами-носителями «Протон» с космодрома Байконур недалеко от Ленинска в Казахстане. Однако, начиная с запуска первого спутника ГЛОНАСС-К1, несколько спутников ГЛОНАСС были запущены по отдельности на ракетах «Союз» с космодрома Плесецк к северу от Москвы.

В отличие от GPS и других GNSS, ГЛОНАСС использует FDMA, а не CDMA для своих традиционных сигналов. Первоначально система передавала сигналы в двух диапазонах: L1, 1602,0–1615,5 МГц, и L2, 1246,0–1256,5 МГц, на частотах, разнесенных на 0,5625 МГц на L1 и на 0,4375 МГц на L2:

.

L 1 _k = 1602. + 0,5625 k (МГц)

L 2 _k = 1246. + 0,4375 k (МГц)

В этой схеме предусмотрено 25 каналов, так что каждому спутнику в полной группировке из 24 спутников может быть назначена уникальная частота (с оставшимся каналом, зарезервированным для тестирования).Некоторые из передач ГЛОНАСС изначально создавали помехи для радиоастрономов, которые изучают очень слабые естественные радиоизлучения вблизи частот ГЛОНАСС. Радиоастрономы используют полосы частот 1610,6–1613,8 и 1660–1670 МГц для наблюдения за спектральными излучениями облаков гидроксильных радикалов в межзвездном пространстве, и Международный союз электросвязи (МСЭ) предоставил им статус основных пользователей этого пространства спектра. Кроме того, МСЭ выделил полосу частот 1610–1626,5 МГц операторам низкоорбитальных спутников мобильной связи.В результате руководство ГЛОНАСС решило сократить количество частот, используемых спутниками, и сместить полосы на несколько более низкие частоты.

В настоящее время система использует только 14 основных частотных каналов со значениями k в диапазоне от –7 до +6, включая два канала для целей тестирования (в настоящее время –5 и –6). (Канал +7 также использовался в прошлом для целей тестирования.) Как 24 спутника могут работать только с 14 каналами? Решение состоит в том, чтобы противоположные спутники — спутники в одной плоскости орбиты, разделенные аргументом широты на 180 градусов, — использовали один и тот же канал.Такой подход вполне осуществим, потому что пользователь в любом месте на Земле никогда не будет одновременно получать сигналы от такой пары спутников. Переход к новым частотным присвоениям начался в сентябре 1993 года.

Как и унаследованные сигналы GPS, сигналы ГЛОНАСС включают в себя два кода дальности псевдослучайного шума (PRN): ST (для стандартной точности или стандартной точности) и VT (для высокой точности или высокой точности), аналогично GPS C / A- и P- коды, соответственно (но с половинной скоростью кодирования), модулированные на несущие L1 и L2.

Как и GPS, ГЛОНАСС передает высокоточный код как на L1, так и на L2. Но, в отличие от спутников GPS, код ГЛОНАСС стандартной точности также передавался на частотах L2, начиная со спутников ГЛОНАСС-М. (Отдельный гражданский код, L2C, был добавлен к сигналу L2 GPS, передаваемому блоком IIR-M и последующими спутниками.) ST-код ГЛОНАСС имеет длину 511 чипов со скоростью 511 килочипов в секунду, что дает интервал повторения 1 миллисекунда. Длина VT-кода составляет 33 554 432 чипа со скоростью 5.11 мегачипов в секунду. Кодовая последовательность усекается, чтобы обеспечить интервал повторения в 1 секунду. В отличие от спутников GPS, все спутники ГЛОНАСС передают одни и те же коды. Они получают синхронизацию сигналов и частоты из одного из бортовых атомных стандартов частоты (AFS), работающих на частоте 5 МГц. Спутники различных серий ГЛОНАСС, начиная с блока II и заканчивая серией ГЛОНАСС-М, имеют по три цезиевых АСПО на каждом спутнике. Передаваемые сигналы имеют правую круговую поляризацию, как сигналы GPS, и имеют сопоставимые уровни сигнала.

Навигационное сообщение. Подобно GPS и другим GNSS, сигналы ГЛОНАСС также содержат навигационные сообщения, содержащие информацию об орбите спутника, часы и другую информацию. Отдельные навигационные сообщения со скоростью 50 бит в секунду добавляются по модулю 2 к кодам ST и VT. Сообщение с кодом ST включает в себя эпоху спутниковых часов и отклонения скорости от системного времени ГЛОНАСС; эфемериды спутников, заданные в виде векторов положения, скорости и ускорения спутника в опорную эпоху; и дополнительная информация, такая как биты синхронизации, возраст данных, состояние спутника, смещение системного времени ГЛОНАСС от всемирного координированного времени (UTC), которое поддерживается Национальным метрологическим институтом Российской Федерации UTC (SU) в рамках Государственной службы времени и частоты. , а также альманахи (приблизительные эфемериды) всех остальных спутников ГЛОНАСС.Обратите внимание, что, в отличие от системного времени GPS, например, системное время ГЛОНАСС не имеет целочисленного смещения от всемирного координированного времени, и поэтому скачки секунды координации добавляются к системному времени ГЛОНАСС одновременно с теми, которые добавляются к всемирному координированному времени. Однако обратите внимание, что системное время ГЛОНАСС смещено на постоянные три часа, чтобы соответствовать московскому стандартному времени (MSK, сокращение от Moscow).

Полное сообщение длится 2,5 минуты и непрерывно повторяется между обновлениями эфемерид (номинально каждые 30 минут), но информация об эфемеридах и часах повторяется каждые 30 секунд.

Власти ГЛОНАСС не опубликовали, по крайней мере, публично, детали навигационного сообщения с кодом VT. Однако известно, что полное сообщение занимает 12 минут, а информация об эфемеридах и часах повторяется каждые 10 секунд.

Геодезическая система. Эфемериды ГЛОНАСС относятся к геодезической системе «Параметры Земли 1990» (ПЗ-90 или, в английском переводе, Параметры Земли 1990 г., ПЭ-90). ПЗ-90 заменил советскую геодезическую систему 1985 года, SGS 85, которая использовалась ГЛОНАСС до 1993 года.PZ-90 — это наземная система отсчета, система координат которой определяется так же, как и международная наземная система отсчета (ITRF). Первоначальная реализация ПЗ-90 имела точность один-два метра.

Однако, чтобы приблизить систему к ITRF (и геодезической системе координат GPS WGS 84), были выполнены два обновления PZ-90. Первое обновление, в результате которого появился PZ-90.02 (относится к 2002 г.), было принято для работы ГЛОНАСС 20 сентября 2007 г. и приблизило кадр широковещательных орбит (и, следовательно, полученные координаты приемника) к ITRF и WGS 84.Другая реализация, ПЗ-90.11, принятая на вооружение 31 декабря 2013 г., как сообщается, снизила различия до субсантиметрового уровня.

ТАБЛИЦА 1 перечисляет определяющие константы и параметры PZ-90.

ТАБЛИЦА 1. Основные геодезические постоянные и некоторые параметры геодезической системы ПЗ-90, используемой ГЛОНАСС.

Новые спутники ГЛОНАСС-К передают дополнительные сигналы. ГЛОНАСС-К1 передает сигнал CDMA на новой частоте L3 (1202,025 МГц), а ГЛОНАСС-К2 дополнительно будет передавать сигналы CDMA на частотах L1 и L2.

РИСУНОК 3. Решетка круглых отражателей на спутнике ГЛОНАСС-К1, окружающая внутренние элементы антенны навигационного сигнала. Фото из Информационных спутниковых систем имени Решетнева.

Контрольный сегмент . Подобно GPS и другим GNSS, ГЛОНАСС требует сети наземных станций для мониторинга и обслуживания спутниковой группировки, а также для определения орбит спутников и поведения их действующих AFS. Сеть слежения использует станции только на территории бывшего Советского Союза, дополненные станциями спутниковой лазерной локации для помощи в определении орбиты, поскольку все спутники ГЛОНАСС содержат лазерные отражатели (см. РИСУНОК 3).

Наличие неглобальной сети станций слежения для определения спутниковых орбит и поведения AFS приводит к несколько ухудшенной ошибке дальности сигнала ГЛОНАСС в пространстве (SISRE). Недавно за рубежом был создан ряд станций слежения в связи с разработкой российской спутниковой системы функционального дополнения (SBAS), Системы дифференциальной коррекции и мониторинга (SDCM). SDCM будет работать аналогично Wide Area Augmentation System или WAAS, U.S. SBAS и другие находящиеся в эксплуатации SBAS. Добавление к сети слежения зарубежных станций SDCM, которая уже включает станции в Антарктиде и Южной Америке и прибывает еще больше станций, может помочь улучшить SISRE. Роскосмос также использует глобальную сеть IGS и других станций слежения для мониторинга состояния группировки ГЛОНАСС (см. РИСУНОК 4).

РИСУНОК 4. Глобальная спутниковая сеть мониторинга состояния ГЛОНАСС Роскосмоса с 22 станциями передачи сообщений 18 октября 2017 г., с 13:00 до 14:00 по московскому времени.

Производительность. SISRE с годами улучшился и в настоящее время находится на уровне от 1 до 2 метров. Отчасти это связано с лучшими характеристиками бортовых AFS новейших спутников ГЛОНАСС-М по сравнению с первыми спутниками ГЛОНАСС-М. Их относительная однодневная стабильность улучшилась с 10-13 до 2,4 × 10-14. РИСУНОК 5 показывает временной ряд последних значений SISRE, определенных Информационно-аналитическим центром позиционирования, навигации и синхронизации.Эти уровни ошибок могут привести к ошибкам позиционирования на основе псевдодальности с использованием широковещательных орбит и часов ГЛОНАСС примерно в два раза хуже, чем те, которые предоставляет GPS — хотя в любой данный момент на точность позиционирования также влияют атмосферные эффекты и многолучевость, что преобладают над ошибками сигнала в пространстве.

РИСУНОК 5. Суточная среднеквадратичная ошибка дальности космического сигнала ГЛОНАСС в метрах, определенная Информационно-аналитическим центром позиционирования, навигации и хронометража.

Гораздо более высокая точность позиционирования может быть получена с использованием орбит и часов ГЛОНАСС, предоставляемых IGS и участвующими в ней аналитическими центрами. Это особенно верно, если измерения фазы несущей используются вместо или в качестве дополнения к измерениям псевдодальности. Комбинация правильно взвешенных измерений GPS и ГЛОНАСС оказалась полезной с точки зрения доступности, точности и эффективности, особенно для высокоточного позиционирования, выполняемого с использованием кинематики в реальном времени или подхода RTK.Кроме того, метод точного позиционирования (PPP), основанный на двухчастотных измерениях фазы несущей в реальном времени или на постобработке с точными эфемеридами спутников и данными часов, продемонстрировал, что кинематическая точность на уровне дециметра возможна с использованием данных ГЛОНАСС или Данные ГЛОНАСС в сочетании с данными GPS. Статические решения PPP только для ГЛОНАСС за 24 часа достигли точности на миллиметровом уровне.

Пользователей. Первоначальное внедрение ГЛОНАСС как гражданскими, так и военными пользователями в бывшем Советском Союзе, а затем и в России, не говоря уже о других странах, было минимальным.Прототипы приемников только для ГЛОНАСС были разработаны для военных, а зарубежные приемники GPS / ГЛОНАСС были разработаны несколькими производителями для научных и других передовых приложений. IGS добавила в свою сеть набор приемников слежения за ГЛОНАСС в 1998 году и с тех пор постоянно увеличивала количество таких приемников. Однако потребительское использование ГЛОНАСС как в России, так и за ее пределами стало только недавно с разработкой наборов микросхем только для ГЛОНАСС и комбинированных GPS / ГЛОНАСС. Такие чипсеты теперь используются во многих мобильных телефонах, а также в портативных приемниках GNSS и автомобильных навигационных устройствах.

НОВЫЕ И УЛУЧШЕННЫЕ

Как упоминалось ранее, спутники ГЛОНАСС-K1 включают сигнал CDMA, сопровождающий унаследованные сигналы FDMA на новой частоте L3 1202,025 МГц. Скорость передачи кода ранжирования для сигнала CDMA составляет 10,23 мегахипа в секунду с периодом 1 миллисекунда. Он модулируется на несущей с использованием квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) с синфазным каналом данных и квадратурным пилотным каналом. Набор возможных кодов ранжирования состоит из 31 усеченной последовательности Касами.(Последовательности Касами, представленные Тадао Касами, известным японским теоретиком информации, представляют собой двоичные последовательности длиной 2m — 1, где m — четное целое число. Эти последовательности имеют хорошие значения взаимной корреляции, приближающиеся к теоретической нижней границе. Коды Голда, используемые в GPS являются частным случаем кодов Касами.) Полная длина этих последовательностей составляет 214 — 1 = 16 383 символа, но код ранжирования усечен до длины N = 10230 с периодом 1 миллисекунда.

Соответствующие символы навигационного сообщения передаются со скоростью 100 бит в секунду с половинной скоростью сверточного кодирования.Так называемый суперкадр навигационного сообщения (длительностью 2 минуты) будет состоять из 8 навигационных кадров (NF) для 24 обычных спутников на первом этапе модернизации ГЛОНАСС и 10 NF (продолжительностью 2,5 минуты) для 30 спутников в будущем. Каждая НФ (продолжительностью 15 секунд) включает 5 струн (по 3 секунды каждая). Каждая национальная федерация имеет полный набор эфемерид для текущего спутника и часть системного альманаха для трех спутников. Полный системный альманах транслируется в одном суперкадре.

Более легкие, негерметичные спутники K1 содержат два цезиевых и два рубидиевых АСП.Сообщается, что относительная суточная стабильность одного из рубидиевых AFS на спутнике K1 составляет 4 × 10-14. В результате SISRE для этого спутника составляет около 1 метра. Планируется добавить сигнал CDMA в L2 на будущих версиях спутников K1, получивших название K1 + (см. Ниже).

Спутники ГЛОНАСС-К2. Эти спутники будут тяжелее, чем спутники K1 и K1 +, с большими возможностями, включая сигнал CDMA на частоте GPS / Galileo L1 / E1. Перед запуском в серийное производство ИСС им. Решетнева сначала построит два спутника К2.Планировалось перейти на спутники K2 гораздо раньше, запустив только два спутника K1, которые сейчас находятся на орбите. Но, видимо, планы изменились из-за санкций, ограничивающих поставки радиационно-стойких электронных компонентов с Запада.

Теперь на ИСС им. Решетнева будут построены еще девять спутников ГЛОНАСС-К1. Неясно, сколько из них может относиться к разновидности K1 +. Спутники ГЛОНАСС-К1 теперь будут переходными спутниками между существующими спутниками ГЛОНАСС-М (включая полдюжины или около того, которые были изготовлены и хранятся на земле для будущих запусков по мере необходимости) и будущими спутниками ГЛОНАСС-К2.

На одном из первых спутников K2 будет установлен пассивный водородный мазер (PHM) AFS. PHM разрабатывался около десяти лет, и многолетние наземные испытания показали надежность и однодневную стабильность 5 × 10-15. Ожидается, что он внесет свой вклад в будущую 0,3-метровую SISRE.

Согласно недавнему отчету, спутники ГЛОНАСС-К2 начнут летные испытания в 2018 году, а массовое производство спутников ГЛОНАСС-К2 начнется в период 2019–2020 годов.

Улучшенные сети слежения. О разработке SDCM и связанной с ней сети слежения уже упоминалось. Станции сети SDCM оснащены комбинированными двухчастотными приемниками GPS / ГЛОНАСС, водородными мазерными атомными часами и прямыми линиями связи для передачи данных в реальном времени. Как упоминалось ранее, власти ГЛОНАСС изучают, может ли дополнительное использование станций SDCM для определения орбиты и часов ГЛОНАСС значительно повысить точность данных широковещательной передачи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

GPS, самая старая GNSS, продолжает модернизироваться и вскоре запустит первый спутник Block III или GPS III.Спутники GPS Block IIR-M и Block IIF уже передают новые сигналы. Galileo с самого начала запускает современные спутники, а BeiDou собирается начать запуск оперативной версии своих спутников BeiDou-3. ГЛОНАСС нельзя превзойти. Она предоставляет полезные услуги позиционирования, навигации и хронометража, по крайней мере, с 1996 года. Хотя временами уровень обслуживания опускался ниже приемлемого уровня, теперь это надежная система, и с объявленными улучшениями она станет соперником в будущем мире мульти- GNSS.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЧТЕНИЕ

«Обновление программы ГЛОНАСС» И. Ревнивых, представленное на 11-м заседании Международного комитета по глобальным навигационным спутниковым системам, Сочи, Россия, 6–11 ноября 2016 г.

• Подробное описание ГЛОНАСС

«ГЛОНАСС» С. Ревнивых, А. Болкунова, А. Сердюкова и О. Монтенбрука, Глава 8 в Справочнике глобальных навигационных спутниковых систем Springer , под редакцией П.Дж.Г. Тойниссен и О.Montenbruck, опубликовано Springer International Publishing AG, Чам, Швейцария, 2017 г.

• Официальные сайты ГЛОНАСС

Информационно-аналитический центр позиционирования, навигации и синхронизации

Российская система дифференциальной коррекции и мониторинга

• Документы управления интерфейсом ГЛОНАСС

Документ управления интерфейсом ГЛОНАСС, навигационный радиосигнал в диапазонах L1, L2 , издание 5.1, Российский институт космического приборостроения, Москва, 2008.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Общее описание системы сигналов коллективного доступа с кодовым разделением каналов , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Навигационный сигнал открытой службы множественного доступа с кодовым разделением каналов в полосе частот L1 , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Навигационный сигнал открытой службы множественного доступа с кодовым разделением в полосе частот L2 , издание 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ управления интерфейсом ГЛОНАСС, Навигационный сигнал открытой службы множественного доступа с кодовым разделением каналов в полосе частот L3 , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Система дифференциальной коррекции и контроля Интерфейсный документ, радиосигналы и структура цифровых данных глобальной системы дополнения ГЛОНАСС, Система дифференциальной коррекции и мониторинга, Издание 1, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2012.

• Ранее GPS World Статьи по ГЛОНАСС

«ГЛОНАСС: разработка стратегий на будущее» Ю. Урличича, В. Субботина, Г. Ступака, В. Дворкина, А. Поваляева и С. Карутина в книге GPS World , Vol. 22, № 4, апрель 2011 г., стр. 42–49.

«GPS, ГЛОНАСС и многое другое: обработка множественных созвездий в международной службе GNSS» Т. Спрингера и Р. Даха в GPS World , Vol. 21, № 6, июнь 2010 г., стр. 48–58.

«Будущее уже наступило: GPS + ГЛОНАСС + SBAS = GNSS» Л. Ваннингера в книге GPS World , Vol. 19, № 7, июль 2008 г., стр. 42–48.

«ГЛОНАСС: обзор и обновление» Р.Б. Лэнгли в книге GPS World , Vol. 8, No. 7, июль 1997 г., стр. 46–50. Поправка: GPS World , Vol. 8, No. 9, сентябрь 1997 г., стр. 71. Доступно на линии:

«Космический корабль ГЛОНАСС» Н.Л. Джонсон в GPS World , Vol. 5, № 11, ноябрь 1994 г., стр. 51–58.

ГЛОНАСС

Перейти к: Цели миссии, Оборудование миссии, Параметры миссии, Дополнительная информация

Фотографии миссии:

Задачи миссии:

Глобальная навигационная спутниковая система (Глобальная навигационная спутниковая система, ГЛОНАСС) основана на группировке активных спутников, спонсируемых Министерством обороны Российской Федерации, которые непрерывно передают кодированные сигналы в двух полосах частот, которые могут быть приняты пользователи в любом месте на поверхности Земли для определения своего местоположения и скорости в режиме реального времени.Основное применение ГЛОНАСС — определение местоположения и передача времени. Все спутники весят около 1400 кг и находятся на круговых орбитах с перигеями около 19 000 км; с эксцентриситетом от 0,0001 до 0,0035; с углами наклона от 64,2 до 65,6 градусов; и с орбитальным периодом 676 минут.

Система является аналогом Глобальной системы позиционирования США. (GPS) и обе системы используют одни и те же принципы передачи данных и позиционирования. методы.12 октября 1982 г. первые спутники ГЛОНАСС были размещены в орбита, и началась экспериментальная работа с ГЛОНАСС. За это время система была протестирована, и были улучшены различные аспекты, в том числе сами спутники. Хотя первоначальные планы указывали на 1991 год для полная операционная система, развертывание полного созвездия спутников был завершен в конце 1995 — начале 1996 года. ГЛОНАСС-1 через -61 уже не в строю.

Примечание: ГЛОНАСС-40 и -41 запущены со спутника «Эталон-1». ГЛОНАСС-42 и -43 были запущены на Эталоне-2.

ГЛОНАСС, как и GPS, состоит из трех сегментов: ПРОБЕЛ, КОНТРОЛЬ и ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ. сегментов:

• КОСМИЧЕСКИЙ сегмент ГЛОНАСС, образован 24 спутниками, расположенными на трех орбитальных самолеты. Каждый спутник идентифицируется по номеру слота, который определяет плоскость орбиты. (1-8, 9-16,17-24) и местоположение в плоскости.Три орбитальные плоскости разделены на 120 градусов. В трех орбитальной плоскости восемь спутников разделены 45 градусов. Орбиты ГЛОНАСС представляют собой круговые орбиты протяженностью 19 140 км с наклонением 64,8. градусов и периодом 11 часов 15 минут 44 секунды.
• Сегмент КОНТРОЛЬ ГЛОНАСС полностью расположен на территории бывшего Советского Союза. Наземный центр управления и эталоны времени находится в Москве, а телеметрия и слежение станции находится в г.Санкт-Петербург, Тернополь, Енисейск, Комсомольск-на-Амуре.
• Сегмент ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ состоит из антенн и приемников-процессоров, обеспечивающих позиционирование, скорость и точное время для пользователя.

Расчетный срок службы каждого спутника ГЛОНАСС — 3-5 лет.

Аппаратура миссии:

Спутники

ГЛОНАСС имеют на борту следующую аппаратуру:

• Солнечная батарея
• 12 первичных антенн для передач L-диапазона
• Цезиевые атомные часы
• Матрица ретрорефлекторов

Параметры миссии:

Таблица созвездий ГЛОНАСС

010203010203010203

Западный ГЛОНАСС Число	Русский ГЛОНАСС Число	Космос Число	COSPAR ID	ILRS Спутник ID	ILRS SIC	Спутник Каталог (NORAD) Число	Орбита Самолет	Freq. Канал	Слот	Запуск Дата	Дата Выведено	Тип М?
40		1987	1989-001A	8 1	6666	19749				10 января 89
41		1988	1989-001B	8 2	7777	19750				10 января 89
44		2079	1990-045A	01	1111	20619				19 мая 90
47		2109	1990-110A	01	2222	21006				8 декабря 90
49	249	2111	1990-110C	03	9049	21008				8 декабря 90	15 августа 96
50	750	2139	1991-025A		3333	21216				4 апреля 91	14 ноября 94
51	753	2140	1991-025B		4444	21217				4 апреля 91	4 июня 93
52	754	2141	1991-025C		9052	21218				4 апреля 91	16 июня 92
53	768	2177	1992-005A		9053	21853				29 января 92	29 июня 93
54	769	2178	1992-005B		9054	21854				29 января 92	25 июня 97
55	771	2179	1992-005C		9055	21855				29 января 92	21 декабря 96
56	774	2206 (2204)	1992-047A		9056	22056				30 июля 92	26 августа 96
57	756	2204 (2205)	1992-047B		9057	22057				30 июля 92	4 августа 97
58	772	2205 (2206)	1992-047C		9058	22058				30 июля 92	27 августа 94
59	773	2234	1993-010A		01	9059	22512				17 февраля 93	17 августа 94
60	757	2236 (2235)	1993-010B		02	9060	22513				17 февраля 93	23 августа 97
61	759	2235 (2236)	1993-010C		03	9061	22514				17 февраля 93	4 августа 97
62	760	2276 (2275)	1994-021A	9402101	9062	23043	3	24	17	11 апреля 94	9 сентября 99
63	761	2277 (2276)	1994-021B	9402102	9063	23044				11 апреля 94	29 августа 97
64	758	2275 (2277)	1994-021C	9402103	9064	23045	3	10	18	11 апреля 94	15 января 00
65	767	2287	1994-050A	9405001	9065	23203	2	22	12	11 августа 94	3 февраля 99
66	775	2289 (2288)	1994-050B	9405002	9066	23204	2	22	16	11 августа 94	28 сен 00
67	770	2288 (2289)	1994-050C	9405003	9067	23205	2	9	14	11 августа 94	15 января 00
68	763	2295 (2294)	1994-076A	9407601	9068	23396	1	21	3	20 ноября 94	5 октября 99
69	764	2296 (2295)	1994-076B	9407602	9069	23397	1	13	6	20 ноября 94	30 ноября 99 г.
70	762	2294 (2296)	1994-076C	9407603	9070	23398	1	12	4	20 ноября 94	19 ноября 99 г.
71	765	2307	1995-009A	9500901	9071	23511	3	1	20	7 марта 95	19 ноября 99 г.
72	766	2308	1995-009B	9500902	9072	23512	3	10	22	7 марта 95	5 февраля 01
73	777	2309	1995-009C	9500903	9073	23513				7 марта 95	26 декабря 97
74	780	2316	1995-037A	9503701	9074	23620	2	4	15	24 июля 95	6 апреля 99
75	781	2317	1995-037B	9503702	9075	23621	2	9	10	24 июля 95	15 октября 01
76	785	2318	1995-037C	9503703	9076	23622	2	4	11	24 июля 95	6 апреля 01
77 (ILRS: 79)	776	2323	1995-068C	9506803	9079	23736	2	6	9	14 декабря 95	28 ноября 00
78	778	2324	1995-068B	9506802	9078	23735	2	11	15	14 декабря 95
79 (ILRS: 77)	782	2325	1995-068A	9506801	9077	23734	2	6	13	14 декабря 95	15 октября 01
80	786	2362 (2364)	1998-077C	9807703	9080	25595	1	7	7	30 декабря 98
81	784	2363	1998-077B	9807702	9081	25594	1	8	8	30 декабря 98
82 (ILRS: 80)	779	2364 (2362)	1998-077A	9807701	9082	25593	1	2	1	30 декабря 98
83	783	2374 (2376)	2000-063C	0006303	TBD	26566	3	10	18	13 октября 00
84	787	2375 (2374)	2000-063A	0006301	TBD	26564	3	5	17	13 октября 00 г.
85 (ILRS: 84)	788	2376 (2375)	2000-063B	0006302	9084	26565	3	3	24	13 октября 00 г.
86	790	2380	2001-053C	0105303	9086	26989	1	9	6	01 декабря 01
87	789	2381	2001-053B	0105302	9087	26988	1	12	3	01 декабря 01
88	711	2382	2001-053A	0105301	9088	26987	1	7	5	01 декабря 01		M (прототип)
89	791	2394	2002-060A	0206001	9089	27617	3	10	22	25 декабря 02
90	792	2395 (2396)	2002-060C	0206003	9090	27619	3	8	21	25 декабря 02
91	793	2396 (2395)	2002-060B	0206002	9091	27618	3	11	23	25 декабря 02
92	701	2404	2003-056A	0305601	9092	28112	1	1	6	10 декабря 03		M
93	794	2402	2003-056B	0305602	9093	28113	1	1	2	10 декабря 03
94	795	2403	2003-056C	0305603	9094	28114	1	6	4	10 декабря 03
95	712	2411	2004-053B	0405302	9095	28509	1	5	7	26 декабря 04		M
96	797	2412	2004-053C	0405303	9096	28510	1	6	8	26 декабря 04
97	796	2413	2004-053A	0405301	9097	28508	1	7	1	26 декабря 04
98	798	2417	2005-050C	0505003	9098	28917	3	10	22	25 декабря 05
99	713	2418	2005-050B	0505002	9099	28916	3	2	24	25 декабря 05		M
100	714	2419	2005-050A	0505001	9100	28915	3	3	23	25 декабря 05		M
101	715	2424	2006-062C	0606203	9101	29672	2	4	14	25 декабря 06		M
102	716	2425	2006-062A	0606201	9102	29670	2	0	15	25 декабря 06		M
103	717	2426	2006-062B	0606202	9103	29671	2	4	10	25 декабря 06		M
104	718	2431	2007-052C	070520c	9104	32277	3	–1	17	26 октября 2007 г.		M
105	719	2432	2007-052B	0705202	9105	32276	3	2	20	26 октября 2007 г.		M
106	720	2433	2007-052A	0705201	9106	32275	3	3	19	26 октября 2007 г.		M
107	721	2434	2007-065A	0706501	9107	32393	2	-2	13	25 декабря 07		M
108	722	2435	2007-065B	0706502	9108	32394	2	-2	9	25 декабря 07		M
109	723	2436	2007-065C	0706503	9109	32395	2	0	11	25 декабря 07		M
110	724	2442	2008-046A	0804601	9110	33378	3	-3	18	25 сен 08		M
111	725	2443	2008-046B	0804602	9111	33379	3	–1	21	25 сен 08		M
112	726	2444	2008-046C	0804603	9112	33380	3	-3	22	25 сен 08		M
113	728	2447	2008-067A	0806701	9113	33466	1	5	3	25 декабря 08		M
114	728	2448	2008-067C	0806703	9114	33468	1	1	2	25 декабря 08		M
115	729	2449	2008-067B	0806702	9115	33467	1	6	8	25 декабря 08		M
116	730	2456	2009-070A	0	1	9116	36111	1	1	1	14 декабря 09		M
117	733	2457	2009-070B	0	2	9117	36112	1	4	6	14 декабря 09		M
118	734	2458	2009-070C	0	3	9118	36113	1	5	5	14 декабря 09		M
119	731	2459	2010-007A	1000701	9119	36400	3	-3	22	02 марта 2010 г.		M
120	732	2460	2010-007C	1000703	9120	36402	3	3	23	02 марта 2010 г.		M
121	735	2461	2010-007B	1000702	9121	36401	3	2	24	02 марта 2010 г.		M
122	736	2464	2010-041C	1004103	9122	37139	2	–1	16	02 сентября 2010 г.		M
123	737	2465	2010-041B	1004102	9123	37138	2	–1	12	02 сентября 2010 г.		M
124	738	2466	2010-041A	1004101	9124	37137				02 сентября 2010 г.		M
125	801	2471	2011-009A	1100901	9125	37372	3	-5	(20)	26 февраля 2011 г.		К
126	742	2474	2011-055A	1105501	9126	37829	1	6	4	02 октября 2011 г.		M
127	743	2475	2011-064C	1106403	9127	37869	1	6	8	04 ноября 2011 г.		M
128	744	2476	2011-064A	1106401	9128	37867	1	5	3	04 ноября 2011 г.		M
129	745	2477	2011-064B	1106402	9129	37868	1	5	7	04 ноября 2011 г.		M
130	746	2478	2011-071A	1107101	9130	37938				28 ноября 2011 г.		M
131	747	2485	2013-019A	1301901	9131	39155	1	-4	2	26 апреля 2013 г.		M
132	754	2491	2014-012A	1401201	9132	39620	3	-3	18	23 марта 2014 г.		M
133	755	2500	2014-032A	1403201	9133	40001	3	4	21	14 июня 2014 г.		М +
134	702K	2501	2014-075A	1407501	9134	40315	2	-6	9	30 ноября 2014 г.		К1
135	751	2514	2016-008A	1600801	9135	41330	3	4	17	07 февраля 2016 г.		M
136	753	2516	2016-032A	1603201	9136	41554	2	0	11	29 мая 2016		M
137	752	2522	2017-055A	1705501	9137	42939	2	-7	14	22 сентября 2017 г.		M
138	756	2527	2018-053A	1805301	9138	43508	1	01	05	16 июня 2018 г.		M
139	757	2529	2018-086A	1808601	9139	43687	2	00	15	03-ноя-2018		M
140	758	2534	2019-030A	11	9140	44299	2	–1	12	27-мая-2019		M
141	759	2544	2019-088A	1	1	9141	44850	1	06	04	11 декабря 2019 г.		M
142	760	2545	2020-018A	2001801	9142	44358	3	-6	24	16 марта 2020 г.		M
143		2545	2020-075A	2007501	9143	46805				25 октября 2020 г.		К

Примечания:

• Каталожный номер NORAD также известен как U.Номер объекта космического командования (USSPACECOM) и каталожный номер НАСА.
• Цифры, перечисленные первыми в столбце «Номера Космоса», являются обозначениями. присвоено Российской Федерацией. Если они отличаются от обозначений, присвоенных США, последние указаны в скобках. (Редакция примечание: различающиеся обозначения заключены в красные скобки)
• Номер канала, k, указывает несущие частоты L1 и L2:
  L1 = 1602.+ 0,5625 кГц (МГц) к
  L2 = 1246. + 0,4375 кГц (МГц) к
• Дата снятия с производства: указанная дата является датой снятия спутника с эксплуатации. (Время московское) по данным Координационного научного информационного центра, Москва.
  
• Схема нумерации ГЛОНАСС, используемая в этой таблице, включает 8 «фиктивных» спутники на орбите в качестве балласта вместе с «настоящими» спутниками на первых 7 ГЛОНАСС запускает. Вторая цифра в столбце «Номера ГЛОНАСС» — это то, что присвоено Космическими войсками России.
• В сентябре 1993 г. было введено новое выделение каналов ГЛОНАСС с целью сокращения вмешательство в радиоастрономию. Обратите внимание на использование одного и того же канала в парах противоположных спутники.
• В этой версии таблицы исправлены международный идентификатор и каталожный номер NORAD. ГЛОНАСС 786, 784 и 779.
• Идентификаторы спутников, составленные Ричардом Б. Лэнгли, Департамент геодезии и геоматики Инженерное дело, Университет Нью-Брансуика (lang @ unb.ок).
  
• Соглашения об именах ГЛОНАСС-80–82 были изменены в таблице выше на основе исследования Вернера Гуртнера и Роджера Вуда. Принятые числа теперь согласуются с обоими статус созвездия России и двухстрочные элементы NORAD.

Дополнительная информация:

Веб-сайтов:

Публикаций:

• Эпплби, Г. и Оцубо, Т., «Сравнение наблюдений и орбит SLR с ГЛОНАСС и GPS микроволновыми орбитами», презентация на 12-м международном семинаре по лазерной локации, Матера, Италия, 13-17 ноября 2000 г.
• Barlier, F., Berger, C., Bonnefond, P., Exertier, P., Laurain, O., Mangin, JF и Torre, JM, «Лазерная проверка орбит ГЛОНАСС методом короткой дуги», Журнал геодезии Vol. 75, Чис. 11. С. 600-612, 2001.
.
• Чао Б.Ф., Ю Ю. (2020). «Изменение экваториальных моментов инерции, связанное с шестилетним вращательным движением Земли на запад», Earth & Planetary Science Letters, 542 (116316), DOI: 10.1016 / j.epsl.2020.116316
• Дуань Б.Б., Хугентоблер У., Хофакер М., Селме И. (2020). «Улучшение моделирования давления солнечной радиации для спутников ГЛОНАСС», J. Geodesy, 94 (8), 72, DOI: 10.1007 / s00190-020-01400-9
• Eanes, RJ, Nerem, RS, Abusali, PAM, Bamford, W ., Ки, К., Райс, Дж. К., и Шутц, Б. Э., «Определение орбиты ГЛОНАСС в Центре космических исследований», представленный на семинаре по Международному эксперименту ГЛОНАСС (IGEX-98), Нэшвилл, Теннесси, 13-14 сентября 1999 г.
• Mangin, J.F., Torre, J.М., Феро, Д., Фурия, М., Журне, А., Вигуру, Г., Бергер, К., Барлье, Ф., и Экзертье, П., «Наблюдения ГЛОНАСС на станции LLR в Грассе. к эффекту подписи лазера и местоположению центра масс », презентация на 12-м международном семинаре по лазерному дальнометрию, Матера, Италия, 13-17 ноября 2000 г.
• Митрикас В.В., Ревнивых С.Г., Быханов Е.В. «Определение параметров трансформации WGS84 / PZ90 на основе обработки длительных орбитальных данных ГЛОНАСС лазера и эфемерид», Тр.11-го Международного семинара по лазерной дальнометрии, Деггендорф, Германия, 21-25 сентября, с. 279, 1998.
• Otsubo, T., Appleby, G.M., and Gibbs, P., «Систематическое смещение диапазона, связанное с решеткой отражателей ГЛОНАСС», презентация на 12-м международном семинаре по лазерному определению дальности, Матера, Италия, 13-17 ноября 2000 г.
• Оцубо, Т., Г. М. Эпплби и П. Гиббс, Точность измерения дальности лазера ГЛОНАСС с эффектом спутниковой сигнатуры, Surveys in Geophysics, 22, 6, 507-514, 2001.
• Слейтер, Дж., Нолл, К., и Гоуи, К., «Материалы конференции по международному эксперименту ГЛОНАСС IGEX-98», Пасадена, Калифорния: Лаборатория реактивного движения, май 2000 г.
• Ziebart, M. и Dare, P., «Аналитическое моделирование давления солнечного излучения для ГЛОНАСС с использованием массива пикселей», J GEODESY, v.75, 11, 587-599, ноябрь 2001 г.

Новые преимущества комбинированных наблюдений GPS и ГЛОНАСС для мониторинга высокоширотных ионосферных неоднородностей: на примере июньской геомагнитной бури 2015 г. | Земля, планеты и космос

Сравнение измерений GPS и ГЛОНАСС в полярном регионе

На рисунке 3 представлены два примера измерений GPS и ГЛОНАСС для двух наземных станций PFRR (65.1 ° с. 147,4 ° з.д.) и MAC1 (54,5 ° ю.ш .; 158,9 ° в.д.), расположенных в полярных регионах северного и южного полушарий соответственно. На левых панелях показана геометрия распределения IPP наблюдений GPS (синие точки) и ГЛОНАСС (красные точки) над этими станциями (черная точка) за 24 часа 22 июня 2015 г. Хорошо видно, что наблюдения ГЛОНАСС могут покрывать более широкая область в соответствующем направлении к полюсу, чем зона покрытия GPS. Как мы объясняли выше, это связано с более высоким наклоном орбит спутников ГЛОНАСС (65 ° vs.55 ° GPS). Поэтому спутники ГЛОНАСС могут отслеживаться одним и тем же операционным приемником GNSS на гораздо более высоких широтах, чем спутники GPS. Средняя и правая панели рис. 3 показывают значения ROT и ROTI, рассчитанные отдельно от измерений GPS и ГЛОНАСС. Левая ось этих графиков показывает PRN (псевдослучайный шум) — номер спутника. Отметим усиление активности ионосферных неоднородностей, начавшееся в ~ 07 UT на обеих полярных станциях GNSS. Эти повышения хорошо коррелируют с тремя периодами повышенного индекса АЕ: 06–11, 15–17 и 18–21 UT 22 июня 2015 г. (см. Рис.1г). Следует отметить важную особенность: поведение значений ROT / ROTI и их амплитуды очень похожи между измерениями GPS и ГЛОНАСС. Другими словами, они действуют одинаково. Поэтому вклад данных ГЛОНАСС с разной геометрией и пространственным расположением может существенно дополнить наблюдения GPS. Таким образом, измерения флуктуаций (ROT / ROTI) от GPS и ГЛОНАСС совместимы и согласованы друг с другом и могут быть объединены в составной результат, такой как карта ROTI.

Рис. 3

Примеры измерений GPS и ГЛОНАСС для двух наземных станций PFRR (65,1 ° N; 147,4 ° W) и MAC1 (54,5 ° S; 158,9 ° E) в тревожный день 22 июня 2015 г .: распределение проекций IPP по одной станции ( левая панель ) с черной точкой , указывающей местоположение станции; производная вариация ROT ( средняя панель, ) и вариация ROTI ( правая панель ) вдоль всех видимых спутников. Измерения GPS показаны синим цветом, измерения ГЛОНАСС — красным , а левая ось показывает номер спутника (PRN)

Двухмерные комбинированные карты GPS и ГЛОНАСС ROTI

На рисунках 4 и 5 показаны почасовые карты ROTI, построенные в полярной географической проекции над северным и южным полушариями соответственно для спокойного дня 20 июня 2015 г. и двух тревожных дней июня 22 и 23, 2015.На основе объединенных наблюдений GPS и ГЛОНАСС эти карты ROTI были построены с высоким пространственным разрешением (1 ° × 1 ° по географической широте и долготе) и временным интервалом 1 час. Карта для 00 UT означает, что здесь мы усредняли данные с 00:00 до 00:59 UT. Полный набор почасовых карт ROTI доступен во вспомогательной информации (Дополнительный файл 1: S1, Дополнительный файл 2: S2, Дополнительный файл 3: S3).

Рис. 4

Двумерные карты ROTI, полученные на основе объединенных наблюдений GPS и ГЛОНАСС над северным полушарием для спокойного дня a 20 июня и тревожных дней b 22 июня и c 23 июня , 2015. Каждая вертикальная строка показывает карты ROTI, построенные с разрешением 1 час и показанные здесь с интервалом 4 часа. Черная точка показывает расположение геомагнитного полюса

Рис.5

Двумерные карты ROTI, полученные на основе объединенных наблюдений GPS и ГЛОНАСС над южным полушарием для , спокойного дня 20 июня и тревожных дней b 22 июня и c 23 июня 2015 г. Каждая вертикальная строка показывает карты ROTI, построенные с разрешением 1 час и показанные здесь с интервалом 4 часа. Черная точка показывает расположение геомагнитного полюса. Полный набор двумерных карт по обоим полушариям с интервалом времени 1 час доступен во вспомогательных материалах как Дополнительный файл 1: S1, Дополнительный файл 2: S2, Дополнительный файл 3: S3 соответственно до 20 июня, 22 июня и июня. 23 года 2015

Следует отметить, что североамериканский и европейский секторы имеют существенно лучший охват данными, чем другие регионы северного и южного полушария (см.рис.2а, д), поэтому почасовые карты ROTI показывают лучший охват данными и более высокое разрешение по этим регионам. В целом, средние и высокие широты северного полушария демонстрируют надлежащее покрытие наблюдениями GPS и ГЛОНАСС в широком долготном диапазоне от 140 ° з.д. до 50 ° в.д. Помимо GNSS, нет другого радиооборудования, способного обеспечить такое покрытие данными с земли.

Эти ежечасные карты ROTI демонстрируют динамику ионосферных неоднородностей в географической системе координат.Значения ROTI, отмеченные темно-синим цветом (ROTI ниже 0,2 TECU / мин), представляют очень слабые ионосферные неоднородности или их отсутствие. Значения ROTI, отмеченные оранжевым и красным цветом (ROTI> 0.8–1.0 TECU / min), соответствуют возникновению интенсивных ионосферных неоднородностей в этом секторе. Анализ карт ROTI для спокойного дня 20 июня 2015 г. (рис. 4а, 5а) выявил очень спокойную ситуацию над полярными областями в обоих полушариях с довольно слабыми неоднородностями, возникающими в окрестности геомагнитных полюсов.

Первые заметные изменения в характере распределения неоднородностей появились после 07–08 UT 22 июня 2015 г., вызванные вторым приходом CME и первым усилением авроральной активности (см. Рис. 1). Наиболее интенсивные неоднородности в обоих полушариях наблюдались после 16 UT 22 июня. Было обнаружено, что очень высокие значения ROTI (> 0,8–1 TECU / мин) образуют овальную структуру вокруг северного геомагнитного полюса. Далее, полученный с помощью GNSS овал неоднородности расширялся к экватору в течение нескольких часов, и его экваториальный край был обнаружен в североамериканском секторе на географической широте ~ 45 ° N – 50 ° N в течение более 2–3 часов.Наибольшие значения интенсивности ROTI в этом овальном элементе наблюдались в основном над Северной Европой. Следует также подчеркнуть, что интенсивные ионосферные неоднородности наблюдались над Южной Европой на географической широте от ~ 25 ° N до 40 ° N во время главной фазы шторма в 20-04 UT (рис. 4; дополнительный файл 2: S2, дополнительный файл 3: S3). Эти неоднородности были связаны с появлением вырывов плазмы и экваториальных плазменных пузырей в постзакатном секторе (20-04 UT) над низкими широтами Западной Африки после быстрого проникновения электрических полей в 18-20 UT 22 июня 2015 г. (для подробнее см. Черняк, Захаренкова, 2016б).

Ионосферные неоднородности, возникшие во время геомагнитной бури в июне 2015 года и обнаруженные в результате комбинированных наблюдений GPS и ГЛОНАСС, влияют на характеристики навигационной системы. Отчет об анализе характеристик системы WAAS показал, что в период с 22 по 23 июня наблюдалось снижение характеристик курсового радиомаяка с вертикальным наведением (LPV) и характеристик курсового радиомаяка с вертикальным наведением до высоты принятия решения 200 футов (LPV200), обеспечиваемой WAAS в континентальной части США. (КОНУС), Аляска и Канада (Ваннер, 2015).В этих областях наблюдались сильные ионосферные неоднородности, связанные с высыпаниями авроральных частиц, более подробно описанные в следующих подразделах. Более того, очень интенсивные нарушения приводят к снижению производительности Европейской геостационарной навигационной службы (EGNOS). Очень интересно отметить, что влияние возникновения ионосферных неоднородностей на характеристики GNSS в европейском секторе наблюдалось не только на высоких широтах (неоднородности, связанные с выпадением частиц и образованием ионосферных пятен), но также и в Южной Европе и в Средиземноморском регионе. (неоднородности, связанные с бурными плазменными истощениями экваториального происхождения, т.д., развитие плазменных пузырей) (Черняк, Захаренкова, 2016б).

На высоких широтах образование и эволюция ионосферных неоднородностей были связаны с высыпанием авроральных частиц после прихода КВМ и дальнейшим развитием главной фазы этой геомагнитной бури.

На рисунке 5 представлена ​​эволюция ионосферных неоднородностей в южном полушарии. Здесь также можно оценить различия в возникновении, интенсивности и местоположении ионосферных неоднородностей.Мы отмечаем появление высоких значений ROTI вблизи геомагнитного полюса, что может быть связано с ионосферными неоднородностями, вызванными высыпанием частиц на дневной куспид (например, Kelley et al. 1982; Weber et al. 1984). Ионосферные неоднородности такого происхождения обычно развиваются даже в спокойных геомагнитных условиях (см. Рис. 5а).

Видно выраженное усиление и расширение зоны неоднородности к экватору. Следует отметить, что из-за существенно худшего покрытия данными GNSS над южным полушарием (из-за преобладания площади океана) такие эффекты наблюдались в ограниченном диапазоне долгот 30 ° E – 170 ° E (в основном над станциями GNSS в Антарктиде). , а также в сетях Новой Зеландии и Австралии и на островах в Тихом океане).Такое ограниченное покрытие в южном полушарии не позволяет отобразить всю картину поведения ионосферных неоднородностей с помощью карт ROTI с разрешением 1 ч с такой детализацией, как в северном полушарии. Несмотря на это ограничение, 1-часовые карты ROTI четко показали эволюцию зоны ионосферных неоднородностей во времени. Рисунок 5b демонстрирует возникновение узкой овальной или кольцевой структуры вокруг геомагнитного полюса в 16 UT, а затем эта зона расширилась и охватила весь континент Антарктида (20 UT).Далее зона неоднородностей расширилась к экватору и достигла Новой Зеландии и Южной Австралии с гораздо меньшими значениями ROTI около южного магнитного полюса (рис. 5c, 04 UT). В целом эволюция овала неровностей довольно похожа на эволюцию, наблюдаемую в северном полушарии. Однако следует учитывать сезонные (от зимы к лету) различия между полушариями. Лаундал и Остгаард (2009) объясняют эту асимметрию с точки зрения межполушарных течений, связанных с сезонами: ожидается, что разница в проводимости ионосферы вызовет разную интенсивность полярных сияний в двух полушариях, а также когда ММП имеет значительные Bx и By. составная часть.Все эти условия наблюдались во время геомагнитной бури 22–23 июня.

Меридиональные срезы комбинированных карт GPS и ГЛОНАСС ROTI

Для сравнения временной эволюции ионосферных неоднородностей, вызванных бурей во время геомагнитной бури 22–23 июня 2015 г., мы выбрали наиболее репрезентативные и охватываемые данными долготные секторы. в обоих полушариях и проанализировали меридиональные срезы карт GPS и ГЛОНАСС ROTI. Для увеличения временного разрешения мы рассчитали карты ROTI с частотой дискретизации 15 минут вместо 1 часа, как представлено в разделе «Двухмерные комбинированные карты ROTI GPS и ГЛОНАСС».На рисунке 6 показано сравнение индексов SYM-H (разрешение 1 мин Dst) и аврорального электроджета (AE) с меридиональными срезами возмущений ROTI, оцененными вдоль следующих долгот: 85 ° з.д. в Северной Америке, 20 ° в.д. в Европе. , 70 ° з. Д. В Южной Америке и 150 ° в. Д. В австралийском секторе в спокойный день 20 июня и два возмущенных дня 22–23 июня 2015 г. Меридиональные срезы построены как среднее значение возмущений ROTI в диапазоне ± 5 ° вокруг выбранной географической долготы и отображается как функция географической широты и времени.Мы рассматриваем диапазон географических широт 30 ° –90 ° в обоих полушариях. Левая вертикальная ось на рис. 6b – e показывает географические широты, а правая ось показывает соответствующие скорректированные геомагнитные широты. Необходимо отметить, что из-за различия геомагнитного и географического полюсов меридиональные срезы на рис. 6б, д пересекали широту геомагнитного полюса.

Рис.6

Сравнение a индексов SYM-H и AE с разрешением 1 мин и возмущений ROTI с разрешением 15 мин в зависимости от географической широты и времени, оцененных вдоль b 85W в Северной Америке, c 20E в Европе, d 70W в Южной Америке и e 150E в австралийском секторе в течение 20 и 22–23 июня 2015 г.Левая вертикальная ось для графиков b — e показывает географические широты, правая ось — соответствующие скорректированные геомагнитные широты

Для спокойного дня 20 июня 2015 г. меридиональные срезы карт ROTI северного полушария, показанные на рис. 6b – e, показали наличие ионосферных неоднородностей в высоких широтах только в пределах 70–80 ° MLAT (близко к области каспа). ) в американском и австралийском секторах, вероятно, вызванных выпадением мягких частиц.Первый заметный пик в распределении неоднородностей, рассчитанных по ROTI, был выявлен после ~ 06 UT 22 июня 2015 г. во всех рассмотренных широтных секторах. Этот период соответствовал второму приходу CME в 05:45 UT, быстрым изменениям индекса SYM-H и первому усилению авроральной активности, представленному увеличением индекса AE на ~ 1300 нТл (см. Рис. 6а). Следующий пик ионосферных неоднородностей на высоких широтах наблюдался в 15-17 UT. Эти процессы были инициированы поворотом Bz ММП на юг и дальнейшим увеличением авроральной активности, когда AE выросла до ~ 1340 нТл, а SYM-H упала до -70 нТл.В течение этого периода ионосферные неоднородности также регистрировались одновременно к экватору как 70 ° MLAT в Северной Америке и 65 ° MLAT в Европе (рис. 6b, c).

Наиболее интенсивные неоднородности в высоких и средних широтах обнаружены в 18-22 UT 22 июня, что связано с новым периодом повышенной авроральной активности с двумя пиками индекса AE ~ 2180 и ~ 2700 нТл в 18:49 и 20:10 UT соответственно. В течение этого периода SYM-H увеличился до +88 нТл и быстро упал до значения -139 нТл с резкой скоростью изменения около -130 нТл / ч.В результате в этот период были обнаружены высокоширотные неровности к экватору, например, 54 ° MLAT в Северной Америке и 45 ° MLAT в Европе. В южном полушарии их сигнатуры простирались к экватору до -55 ° MLAT в Южной Америке и -50 ° MLAT в австралийском секторе (рис. 6d, e). Кроме того, мы обнаружили, что изображения с прибора SSUSI на борту четырех спутников DMSP (доступны по адресу http://ssusi.jhuapl.edu/data/edr-aur-anim//years/2015/173/EDR-AUR_LBHS_2015173.gif и помещены как Дополнительный файл 4: S4) выявил усиление авроральной активности 22 июня 2015 г. и расширение зоны полярных сияний к экватору до 50 ° MLAT в 18-22 UT.

Во время развития второй основной фазы (01: 50–05: 40 UT 23 июня) интенсивные ионосферные неоднородности регистрировались непрерывно в течение более длительного периода (4–5 ч) и охватывали широтный диапазон от полярного моря. области до 55 ° MLAT в обоих секторах северного полушария (рис. 6b, c) и до −50 ° MLAT в южном полушарии (рис. 6d, e). Таким образом, сигнатуры ионосферных неоднородностей, которые были зарегистрированы сигналами GPS и ГЛОНАСС и проанализированы с использованием подхода меридионального среза, выявляют сильную связь их интенсивности и экваториального пространственного расширения с усилением авроральной активности, в частности представленной АЭ. и индексы SYM-H.Подобный анализ в широтно-временной области позволяет оценить основные зависимости возникновения ионосферных неоднородностей, их дальнейшего развития и эволюции от движущих сил космической погоды. Будущие исследования, основанные на этих подходах, позволят формализовать эти зависимости в виде эмпирической модели ионосферных неоднородностей.

Можно резюмировать, что, несмотря на беспрецедентно большое количество станций, развернутых во всем мире в течение последних 5–10 лет, высокоширотные регионы (выше 60 ° MLAT) в обоих полушариях демонстрируют довольно редкое покрытие наземными системами GPS и ГЛОНАСС наблюдения по сравнению со средними широтами.С другой стороны, сегодня наземный сегмент GNSS является единственным источником данных, способным обеспечить наземные наблюдения с нескольких пунктов с наилучшим глобальным охватом.

В этой статье мы расширяем возможности использования карт ROTI для анализа распределения ионосферных неоднородностей. Мы демонстрируем, что меридиональные срезы карт ROTI могут быть эффективно использованы для изучения возникновения и временной эволюции ионосферных неоднородностей над выбранными географическими регионами в спокойные и особенно геомагнитно возмущенные периоды.Меридиональные срезы географических секторов, характеризующиеся высокой плотностью измерений GPS и ГЛОНАСС, могут представлять пространственно-временную динамику интенсивных неоднородностей плотности ионосферной плазмы с высоким разрешением и могут быть использованы для детального изучения факторов космической погоды, влияющих на процессы генерация ионосферных неоднородностей, их эволюция и время жизни.

Следует подчеркнуть, что сочетание сигналов GPS и ГЛОНАСС позволяет значительно увеличить количество каналов трансионосферных измерений в глобальном масштабе.В результате это позволяет улучшить качество мониторинга ионосферных неоднородностей в обоих регионах с разреженным или плотным постоянным покрытием сети GNSS. В случае разреженных сетей (например, Северная Канада и Россия, регион Антарктиды и прибрежная зона в полярных регионах) объединение измерений на основе ГЛОНАСС, из-за другой конфигурации созвездия по сравнению с конфигурацией GPS, позволяет заметно расширить области покрываются измерениями GNSS и существенно увеличивают количество доступных точек проникновения в ионосферу.Особые преимущества данных ГЛОНАСС на высоких широтах могут заключаться в более раннем или лучшем обнаружении ионосферных возмущений, связанных с физическими процессами в авроральной области и полярной шапке, в частности, за счет комбинации с другими приборами, такими как совместные магнитометры, камеры всего неба и когерентные радары. Как видно на рис. 4, области высоких и средних широт в американском и европейском секторах хорошо охвачены комбинированными измерениями GPS и ГЛОНАСС без каких-либо значительных пробелов «нет данных».Для регионов с плотной сетью GNSS дополнительное использование данных ГЛОНАСС увеличило бы количество доступных измерений в 1,5–2 раза по сравнению с только GPS — например, для европейского региона мы можем получить ~ 1,700,000– 1 800 000 IPP за 1 час. Таким образом, мы потенциально можем построить региональные карты ROTI с беспрецедентно высоким разрешением до 0,5 ° × 0,5 ° по географической широте и долготе. Такие подробные карты ROTI уже успешно использовались для обнаружения ионосферных неоднородностей, связанных с индуцированными бурями сигнатурами истощения плазмы в Европе (Черняк, Захаренкова, 2016b).

Недорогой приемник GPS / ГЛОНАСС для автомобильного, морского и портативного применения

Введение

Корейская компания предлагает технологию недорогого приемника GPS / Glonass для автомобильного, морского и портативного применения. Благодаря усовершенствованной архитектуре каналов, 16 универсальных каналов приемник «Агро-16» может принимать и обрабатывать спутниковые сигналы GPS или ГЛОНАСС, что обеспечивает высокую производительность при гибкости и универсальности. 16 — достаточное количество каналов, чтобы обеспечить максимальную производительность при низкой стоимости и низком энергопотреблении.С добавлением ГЛОНАСС увеличенное количество доступных спутников позволяет расширить спутниковый охват для вычисления местоположения. Он обеспечивает лучшую информацию о местоположении в областях, где спутники могут быть заблокированы. Адаптивная схема АРУ ​​(автоматическая регулировка усиления), используемая в приемнике, дополнительно улучшает прием спутниковых сигналов, что приводит к лучшему отслеживанию сигнала, а также к расширению спутникового покрытия. Точность определения местоположения только при использовании GPS может быть значительно снижена до ошибки 100 м из-за влияния SA (выборочная доступность).Точность определения местоположения автономных GPS / ГЛОНАСС обычно не превышает 10 метров. Добавление ГЛОНАСС не только повышает точность определения местоположения, но и значительно повышает точность определения скорости. Повышение точности определения местоположения и скорости обеспечивает больший потенциал для интегрированных или гибридных навигационных систем, которые становятся все более популярными среди многих коммерческих приложений. В дополнение к стандартным функциям для дифференциальных поправок (RTCM), приемник «ARGO-16» разработан для полной поддержки и обработки будущих WAAS (Wide Area Augmentation System) / EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Sytem), которые обеспечат сопоставимую точность определения местоположения. без поправок от удаленных опорных станций.

Область применения

Электронная промышленность, телекоммуникационная промышленность: автомобили, морское и портативное оборудование

Преимущества

16 универсальных каналов, назначаемых любым спутникам GPS, Glonass, WAAS / EGNOS Adaptive AGC для отслеживания слабых спутниковых сигналов NMEA0183 и двоичный протокол поддерживают точность 1 выход PPS (импульсов в секунду), синхронизированный либо со временем GPS, временем Glonass, либо с UTC (США или Россия) ) Необработанные измерения Гибкий пользовательский интерфейс с 2 последовательными портами и дискретными входами и выходами Низкое энергопотребление (<1 Вт при 3.3 В постоянного тока) Выбираемый пользователем режим энергосбережения Питание от батареи «Keep-Alive» Автономный мониторинг целостности приемника (RAIM) Доступно 3 типа антенн, программное обеспечение для будущей технической поддержки

Экологические аспекты

энергосбережение

Статус разработки

Прототип

За дополнительной информацией обращайтесь по телефону

Азиатско-Тихоокеанский центр трансфера технологий
APCTT Building
C-2 Qutab Institutional Area
П.O.Box — 4575
Нью-Дели — 110 016
Телефон: 91-11-26966509
Факс: 91-11-26856274

% PDF-1.4 % 511 0 объект > эндобдж xref 511 107 0000000016 00000 н. 0000004119 00000 п. 0000004311 00000 н. 0000004347 00000 н. 0000004662 00000 н. 0000004812 00000 н. 0000004959 00000 н. 0000004981 00000 н. 0000005138 00000 п. 0000005285 00000 н. 0000005307 00000 н. 0000005457 00000 н. 0000005604 00000 п. 0000005626 00000 н. 0000005788 00000 н. 0000005935 00000 н. 0000005957 00000 н. 0000006131 00000 п. 0000006276 00000 н. 0000006298 00000 н. 0000006449 00000 н. 0000006594 00000 н. 0000006616 00000 н. 0000006767 00000 н. 0000006912 00000 н. 0000006934 00000 п. 0000007094 00000 н. 0000007239 00000 н. 0000007261 00000 н. 0000007424 00000 н. 0000007569 00000 н. 0000007591 00000 н. 0000007752 00000 н. 0000007897 00000 н. 0000007919 00000 п. 0000008145 00000 н. 0000008326 00000 н. 0000008514 00000 н. 0000009040 00000 н. 0000009239 00000 п. 0000017246 00000 п. 0000017668 00000 п. 0000018196 00000 п. 0000018397 00000 п. 0000026669 00000 п. 0000027102 00000 п. 0000027297 00000 н. 0000027400 00000 н. 0000028466 00000 п. 0000029650 00000 п. 0000030311 00000 п. 0000031289 00000 п. 0000032269 00000 п. 0000033452 00000 п. 0000034223 00000 п. 0000035224 00000 п. 0000035414 00000 п. 0000036429 00000 н. 0000037238 00000 п. 0000037941 00000 п. 0000038755 00000 п. 0000038942 00000 п. 0000039404 00000 п. 0000039474 00000 п. 0000039883 00000 п. 0000040870 00000 п. 0000042053 00000 п. 0000042951 00000 п. 0000042988 00000 п. 0000043689 00000 п. 0000044100 00000 н. 0000045284 00000 п. 0000045378 00000 п. 0000046023 00000 п. 0000046211 00000 п. 0000046919 00000 п. 0000047434 00000 п. 0000052049 00000 п. 0000054742 00000 п. 0000059668 00000 н. 0000062229 00000 п. 0000062962 00000 н. 0000063385 00000 п. 0000063571 00000 п. 0000065176 00000 п. 0000065361 00000 п. 0000066702 00000 п. 0000066889 00000 п. 0000066952 00000 п. 0000067188 00000 п. 0000067321 00000 п. 0000067445 00000 п. 0000067587 00000 п. 0000067729 00000 п. 0000067875 00000 п. 0000068017 00000 п. 0000068211 00000 п. 0000068373 00000 п. 0000068589 00000 п. 0000068735 00000 п. 0000068915 00000 п. 0000069117 00000 п. 0000069271 00000 п. 0000069448 00000 п. 0000069647 00000 п. 0000069840 00000 п.

No related posts.