GPS/GLONASS/AUTO

  • GPS

    (англ. Global Positioning System — глобальная система позиционирования, читается Джи Пи Эс) —спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположениe. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируетсяМинистерством обороны США.

    эксплуатируется Министерством обороны США. Основной принцип использования системы — определение местоположения путём измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами — спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника. То есть, для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS системы. Таким образом, для определения координат и высоты приёмника используются сигналы как минимум с четырёх спутников.

    Приёмник сигнала GPS

    Несмотря на то, что изначально проект GPS был направлен на военные цели, сегодня GPS всё чаще используются в гражданских целях. GPS-приёмники продают во многих магазинах, торгующих электроникой, их встраивают в мобильные телефоны, смартфоны, КПК и онбордеры. Потребителям также предлагаются различные устройства и программные продукты, позволяющие видеть своё местонахождение на электронной карте; имеющие возможность прокладывать маршруты с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже пробок; искать на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, автозаправки и прочие объекты инфраструктуры.

    • Геодезия: с помощью GPS определяются точные координаты точек и границы земельных участков
    • Картография: GPS используется в гражданской и военной картографии
    • Навигация: с применением GPS осуществляется как морская, так и дорожная навигация
    • Спутниковый мониторинг транспорта: с помощью GPS ведётся мониторинг за положением, скоростью автомобилей, контроль за их движением
    • Сотовая связь: первые мобильные телефоны с GPS появились в 90-х годах. В некоторых странах, например США это используется для оперативного определения местонахождения человека, звонящего 911. В России в 2010 году начата реализация аналогичного проекта — Эра-глонасс.
    • Тектоника, Тектоника плит: с помощью GPS ведутся наблюдения движений и колебаний плит
    • Активный отдых: есть разные игры, где применяется GPS, например, Геокэшинг и др.
    • Геотегинг: информация, например фотографии «привязываются» к координатам благодаря встроенным или внешним GPS-приёмникам

    Высказывались предложения об интеграции систем Iridium и GPS.

    Точность

    Типичная точность современных GPS-приёмников в горизонтальной плоскости составляет примерно 6-8 метров при хорошей видимости спутников и использовании алгоритмов коррекции. На территории США, Канады, Японии, КНР, Европейского Союза и Индии имеются станцииWAAS, EGNOS, MSAS и т. д. передающие поправки для дифференциального режима, что позволяет снизить погрешность до 1-2 метров на территории этих стран. При использовании более сложных дифференциальных режимов, точность определения координат можно довести до 10 см. К сожалению, точность любой СНС сильно зависит от открытости пространства, от высоты используемых спутников над горизонтом. В ближайшее время все аппараты нынешнего стандарта GPS будут заменены на более новую версию GPS IIF, которая имеет ряд преимуществ, в том числе они более устойчивы к помехам. Но главное, что GPS IIF обеспечивает гораздо более высокую точность определения координат. Если нынешние спутники обеспечивают погрешность 6 метров, то новые спутники будут способны определять местоположение, как ожидается, с точностью не менее 60-90 см. Если такая точность будет не только для военных, но и для гражданских применений, то это приятная новость для владельцев GPS-навигаторов. На октябрь 2011 года на орбиту выведены первые два спутника из новой версии: GPS IIF SV-1 запущен в 2010 году и GPS IIF-2 запущен 16 июля 2011 года. Всего первоначальный контракт предусматривал запуск 33 спутников GPS нового поколения, но потом из-за технических проблем начало запуска перенесли с 2006 года на 2010 год, а количество спутников уменьшили с 33 до 12. Все они будут выведены на орбиту в ближайшее время. Повышенная точность спутников GPS нового поколения стала возможной благодаря использованию более точных атомных часов. Поскольку спутники перемещаются со скоростью около 14000 км/ч (3.874км/с) (первая космическая скорость на высоте 20 200 км), повышение точности времени даже в шестом знаке является критически важным для триангуляции.

    GLONASS

    Глобальная Навигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС, GLONASS)

    Советская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Одна из двух функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации. Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой 19 100 км. Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR GPS. В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Федеральное космическое агентство (Роскосмос) и ОАО «Российские космические системы».

    ГЛОНАСС предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Доступ к гражданским сигналам ГЛОНАСС в любой точке земного шара, на основании указа Президента РФ, предоставляется российским и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.

    Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения технологий ГЛОНАСС в России и за рубежом Постановлением Правительства РФ в июле 2009 г. был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены на ОАО «Навигационно-информационные системы».

    Основное отличие от системы GPS в том, что спутники ГЛОНАСС в своем орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им большую стабильность. Таким образом, группировка КАГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования. Тем не менее срок службы спутников ГЛОНАСС заметно короче.

    Точность

    В настоящее время точность определения координат системой ГЛОНАСС несколько отстаёт от аналогичных показателей для GPS.

    Согласно данным СДКМ на 22 июля 2011 года ошибки навигационных определений ГЛОНАСС (при p=0,95) по долготе и широте составляли 4,46—7,38 м при использовании в среднем 7—8 КА (в зависимости от точки приёма). В то же время ошибки GPS составляли 2,00—8,76 м при использовании в среднем 6—11 КА (в зависимости от точки приёма).

    При совместном использовании обеих навигационных систем ошибки составляют 2,37—4,65 м при использовании в среднем 14—19 КА (в зависимости от точки приёма).

    Согласно заявлениям главы Роскосмоса Анатолия Перминова, принимаются меры по увеличению точности. К 2010 году точность системы ГЛОНАСС должна быть улучшена до 5,5 метров, а к 2011 году до 2,8 метров. Среди мер по повышению точности российской системы обычно называются пополнение орбитальной группировки, увеличение точности эфемерид, улучшение потребительских устройств и постепенная замена спутников на более совершенныеГлонасс-М и Глонасс-К.

    Система ГЛОНАСС определяет местонахождение объекта с точностью до 4,5 м, но в начале 2012 года точность будет увеличена с 4,5 метров до 2,5—2,8 метров. А после перевода в рабочее состояние двух спутников коррекции сигнала системы «Луч» точность навигационного сигнала ГЛОНАСС возрастёт до одного метра. (Ранее система определяла местонахождение объекта лишь с точностью до 50 м.)

    Россия начала работы по размещению станций системы дифференциальной коррекции и мониторинга для повышения точности и надёжности работы навигационной системы ГЛОНАСС за рубежом. Первая зарубежная станция уже построена и успешно функционирует в Антарктиде, это станция «Беллинсгаузен». Тем самым обеспечены необходимые условия для непрерывного глобального мониторинга навигационных полей космических аппаратов ГЛОНАСС. Текущая сеть наземных станций насчитывает 14 станций в России и одну станцию в Антарктиде. Развитие системы предусматривает развёртывание восьми дополнительных станций на территории России и пяти станций за рубежом (дополнительные станции будут размещены в таких странах, как Куба, Бразилия, Вьетнам, Австралия и ещё одна дополнительная будет размещена в Антарктиде).

    При этом использование обеих навигационных систем уже сейчас даёт существенный прирост точности. Европейский проект EGNOS, использующий сигналы обеих систем, даёт точность определения координат на территории Европы на уровне 1,5—3 метров.

    Доступность навигации

    Штатный навигатор с поддержкой GPS/ГЛОНАСС, устанавливаемый на некоторые комплектации автомобилей производства «АВТОВАЗ»

    Информационно-аналитический центр ГЛОНАССпубликует на своём сайте официальные сведения о доступности навигационных услуг в виде карт мгновенной и интегральной доступности, а также позволяет вычислить зоны видимости для данного места и даты. Оперативный и апостериорный мониторинг систем GPS и ГЛОНАСС также осуществляет Российская система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ).

    На 4 февраля 2010 года количество видимых над горизонтом над Россией спутников ГЛОНАСС, как правило, было равно 6-8 КА. Согласно карте интегральной доступности точность определения координат «хорошая» и лучше (PDOP ? 6) осуществлялось для России практически в течение всего дня (точнее, для 95 % времени в течение дня, хотя для самых южных районов иногда бывает 92 %). В некоторых районах земного шара «хорошая» и лучше точность определения координат (PDOP ? 6) могла осуществляться только в течение 80 % времени суток, а в некоторых точках и в течение 70 %.

    На 29 марта 2010 года количество видимых над горизонтом над Россией спутников ГЛОНАСС, как правило, было равно 7-8 КА. Для 30 марта 2010 года согласно карте интегральной доступности точность определения координат «хорошая» и лучше (PDOP ? 6) осуществляется для России практически в течение всего дня (точнее, для 99 % времени в течение дня для всей страны кроме района Владивостока, где этот показатель равен 95 %). В некоторых районах земного шара «хорошая» и лучше точность определения координат (PDOP ? 6) может осуществляться только в течение 92 % времени суток, а в некоторых точках и в течение 80 %.

    При совместном использовании ГЛОНАСС и GPS в совместных приёмниках (практически все ГЛОНАСС-приёмники являются совместными) точность определения координат практически всегда «отличная» вследствие большого количества видимых КА и их хорошего взаимного расположения.

    Сотрудники шведской компании Swepos, обслуживающей общенациональную сеть спутниковых навигационных станций, признали преимущество российский системы навигации ГЛОНАСС над американской GPS, сообщает Reuters. По словам Бо Йонссона, ГЛОНАСС обеспечивает более точное позиционирование в северных широтах.

    «Она (Глонасс) работает немного лучше в северных широтах, потому что орбиты её спутников расположены выше, и мы видим их лучше, чем спутники GPS», — сказал замглавы подразделения геодезических исследований Swepos Бо Йонссон. Йонссон сообщил, что 90 процентов клиентов его компании используют Глонасс в комбинации с GPS.

    Постановление правительства Российский Федерации от 27 сентября 2011 года об обязательном оснащении пассажирских транспортных средств модулями ГЛОНАСС/GPS сделает группировку ещё более популярной.


    Материал из Википедии - свободной энциклопедии
  • В этом разделе будут указаны данные по ремонту и эксплуатации оборудования.