GPS, GLONASS и другие системы позиционирования. Часть 2
ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система). Ее целиком и полностью разработали и запустили российские (советские) ученые и военные. В настоящее время она признана одной из двух основных систем глобальной спутниковой навигации (наравне с GPS), которые полноценно функционируют.
Как создавали GLONASS
Работать над созданием навигационных спутниковых систем (НСС) в Советском Союзе начали еще в середине 1960-х годов. При этом нужно отметить, что идея создать такую систему появилась гораздо раньше, в 1956 году. И произошло это в Научно-исследовательском гидрографическом штурманском институте.ВАЖНО! Идея, как считается, принадлежит Вадиму Фуфаеву, который работал старшим научный сотрудником этого института. Последующие разработки были поведены в 1958-1959 годах. В них принял участие НИИ-4 МО, что в Подмосковье.
С самого начала предназначение спутниковой системы было сугубо военное. К ее практическому проектированию приступили еще в 1976 году. Напомним, что тогда противостояние СССР против стран капиталистического блока было очень напряженным. В 1976 году ЦК КПСС своим постановлением простимулировал создание системы ГЛОНАСС. И она стала продолжением программы «Циклон», которая предполагала развитие военно-космических войск.
Подчеркнем, что в СССР реализовали НСС, которая была предназначена и для гражданских ведомств. В 1974 году начали разрабатывать НСС, которая получила название «Цикада». Она была предназначена не только для ВМФ, но и для гражданских потребителей.
Первый запуск состоялся уже в 1982 году. Именно тогда на орбиту Земли вывели спутник под названием «Ураган». Прошло еще четыре года. И состоялся второй запуск. С космодрома «Байконур» отправили еще 3 спутника. Всего к 2001 году ГЛОНАСС насчитывала уже 12 аппаратов на орбите планеты.
ВАЖНО! Тогда же разработали комплексную государственную программу, которая предусматривала полностью покрыть территорию России навигационным сигналом к 2008 году. И с поставленной задачей справились. В настоящее время на орбите Земли 26 спутников ГЛОНАСС. Отметим при этом, что применяются из них лишь 24, то есть столько, сколько и необходимо.
Спутники «Глонасс-M» производили до 2015 года. Потом их сменили аппараты третьего поколения «Глонасс-К». Отметим, что первый из них запустили в начале 2011 года с космодрома Плесецк. Для их изготовления использовали полностью российские комплектующие.
Все спутники ГЛОНАСС летают по кругу на средневысокой орбите. От них до поверхности планеты — 19400 км. Для того чтобы создать систему, было осуществлено 133 запуска ракет. Средняя точность определения – 2,8 метра (у GPS – 5 м).
Принцип работы GLONASS
Принцип работы системы GPS ГЛОНАСС несложный. И практически ничем не отличается от других глобальных навигационных систем. Со спутников, которые расположены на орбитах, идет передача сигнала, состоящего из высоты, широты, долготы и времени подачи сигнала к приемнику.Необходимо минимум 24 спутника для того, чтобы полноценно функционировала система и полностью покрывала поверхности планеты. И они должны быть равномерно размещены в трех орбитальных плоскостях. А для того, чтобы покрыть непосредственно территорию РФ, необходимо 18 спутников. В настоящее время спутниковая группировка состоит из 28 космических аппаратов. Последний из этих аппаратов вывели на орбиту 11 декабря 2019 года.
Спутники ГЛОНАСС действуют на 12 различных частотах. И они способны «общаться» между собой. То есть они наделены способностью осуществлять передачу информации друг другу. Любой спутник может определять, где он находится. Он производит расчеты орбитальных расстояний, подобно GPS. В каждой орбитальной плоскости 8 спутников.
У ГЛОНАСС есть 2 вида услуг:
- стандартной точности (с открытым сигналом);
- повышенной точности (с закрытым сигналом).
ВАЖНО! Навигационное сообщение открытого сигнала находится в открытом доступе. Причем для любого пользователя. Его передают непрерывно со скоростью 50 бит/сек. Закрытый сигнал повышенной точности доступен лишь какому-либо определенному потребителю. Скажем, его пользователь – это Вооруженные силы РФ. Передача сигнала осуществляется со скоростью в 10 раз выше, чем при открытом сигнале. В результате точность установления координат становится выше.
Спутники позволяют делать прогнозы погоды; определить, где какой объект расположен; измерить скорость и уточнить время. Сферы использования навигационной системы ГЛОНАСС способны охватить автомобильную промышленность, строительство, геодезию, сельское хозяйство и многие другие области деятельности человека.
Достоинства и недостатки ГЛОНАСС
Если сравнить российскую навигационную систему ГЛОНАСС с американской GPS, то у нее будут свои плюсы и минусы.Система ГЛОНАСС должна действовать более надежно, чем GPS. Проблема в том, что для этого ей иногда не хватает тех спутников, которые ремонтируются. Сама идея навигационной системы ГЛОНАСС более эффективная, чем GPS. Но она нуждается в полном комплекте спутников.
Если говорить о достоинствах ГЛОНАСС, то отличие данной системы в том, что навигаторы с ней более уверенно ловят сигнал. Причем даже в самых отдаленных районах, каковыми, например, являются Северный и Южный полюса. GPS пока это не под силу.
Но главное достоинство отечественной системы перед американской заключается в безопасности. GPS с самого начала разрабатывали в качестве военной технологии. И она должна была предоставить возможность американским войскам точно и быстро перемещаться, если наступит война. В 1983 году военные поделились изобретением с гражданскими. Но при этом они оставили за собой право включать и выключать систему.
ВАЖНО! Между Россией и США всегда может возникнуть напряженность. И тогда американцы в любой момент отключат GPS в масштабах всей России, чтобы нанести существенный удар экономике страны. И потому у РФ, конечно, должна быть своя отечественная навигационная система.
Хорошим примером является система ЭРА-ГЛОНАСС. Это система экстренного реагирования при авариях. И ее официально запустили в начале 2015 года.
Коммерческие организации также проявили немалый интерес к системе. И потому большинство компаний устанавливают аппаратуру ГЛОНАСС на свои автобусы, грузовые автомобили, как и прочие транспортные средства. В результате – спутниковый мониторинг осуществляется постоянно.
Недостатком ГЛОНАСС является неполная укомплектованность спутниками. И от этого страдает точность навигации в некоторых российских регионах. Также явный минус – высокая стоимость навигаторов, которые оснащены отечественной системой.
ВАЖНО! ГЛОНАСС в настоящее время еще не очень приспособлен к тому, чтобы его устанавливали в коммуникаторы и смартфоны. К сожалению, он не всегда подходит под мобильное программное обеспечение, которое ныне существует.
А еще у системы ГЛОНАСС увеличенное время получения координат. И более энергоемкое и сложное и оборудование – тоже. И все-таки у спутниковой системы ГЛОНАСС (GLONASS) хорошие долгосрочные перспективы.
|