АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Навигационная система глонасс: Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС

5 июля, 2023 by admin

GPS, ГЛОНАСС и другие ГНСС

Многие мобильные приложения и программное обеспечение используют GPS, ГЛОНАСС и другие системы глобальной спутниковой навигации. Первые из них были разработаны еще в середине прошлого века — и с тех пор каждый день в любое время суток и любую погоду помогают пользователям с точностью определять местоположение самых разных объектов.

Что такое современные ГНСС, какие есть системы спутниковой навигации и в чем разница между GPS и ГЛОНАСС? Читайте в формате ответов на вопросы.

Глобальная навигационная спутниковая система или ГНСС (GNSS) — это система наземного и космического оборудования, которая позволяет определять местоположение объектов в пространстве через прием и передачу спутникового сигнала.

Помимо координат современные навигационные системы способны вычислять скорость и направление движения любых объектов, которые могут принимать сигналы от навигационных спутников. Такие объекты называются ГНСС- или GNSS-приемниками.

Первой в мире спутниковой навигационной системой считается Transit. В 1960-х годах, еще до старта известных GPS или ГЛОНАСС, американский военный флот использовал спутники для определения местоположения своих подводных лодок и судов.

Глобальные навигационные спутниковые системы состоят из трех уровней: космического, наземного и пользовательского.

1. Космический уровень — это множество спутников от разных ГНСС-систем, которые находятся на околоземной орбите и посылают сигналы с определенной частотой.
2. Наземный уровень — это целая сеть следящих (или базовых) станций и антенн, которые отслеживают и корректируют положение навигационных спутников на орбите.
3. Пользовательский уровень — это все наши устройства, которые могут принимать сигналы со спутников GPS, ГЛОНАСС или других систем. Смартфоны, планшеты, ноутбуки, GPS-трекеры, навигаторы, роверы и другая техника, которая может определять свое местоположение, считается ГНСС-приемниками.

Для определения местоположения объекта как раз необходимы два важнейших сегмента глобальной навигационной спутниковой системы. Это созвездие спутников на орбите, которое отправляет сигнал, и устройства, которые эти сигналы способны принимать.

Принцип определения местоположения основан на измерении расстояния от объекта (ГНСС-приемника) до спутников навигационной системы. Положение и перемещение спутников всегда известно с высокой точностью — они сами отправляют на устройства пакеты данных со своими координатами. Расстояние от спутника до объекта можно определить по задержке между отправкой сигнала с данными и его получением ГНСС-приемником. Задержка во времени вычисляется по высокоточным атомным часам, которые стоят на спутниках.

Для понимания своих координат объекту нужно знать расстояние как минимум до 4 спутников — чтобы вычислить собственную высоту над уровнем моря, долготу и широту.

Чем больше задействовано спутников и чем сложнее геометрическую фигуру они образуют, тем точнее устройство сможет определить свое местоположение. Поэтому все навигационные спутниковые системы имеют от 5 спутников на орбите, а повсеместно используемые глобальные GPS и ГЛОНАСС — свыше 20.

В мировой навигации лидируют глобальные навигационные спутниковые системы второго поколения: американская GPS, российская ГЛОНАСС, европейская Galileo и китайская Beidou. Принцип их действия одинаковый — разница лишь в количестве спутников и их расположении на орбите.

Глобальный охват каждая из ГНСС-систем обеспечивает с помощью спутниковой группы из 18-30 спутников средней околоземной орбиты. Все они расположены между несколькими орбитальными плоскостями. Все системы используют наклоны орбит больше 50°, а их спутники движутся на высоте порядка 20 000 километров и выше.

На помощь глобальным системам, в первую очередь GPS и ГЛОНАСС, приходят региональные. Отдельные страны также разворачивают собственные навигационные системы для точности определения координат объектов на своей территории.

• DORIS — Франция,
• QZSS — Япония,
• NAVIC — Индия.

В настоящий момент полностью задействованными по всему миру считаются такие ГНСС, как GPS и ГЛОНАСС. Работа их спутников развернута на территорию всей нашей планеты. Оставшиеся навигационные системы работают только в своем регионе или же в процессе развития своей глобальной спутниковой группировки.

Мы вкратце сравним Beidou, Galileo, QZSS и NAVIC.

Beidou: Китай

• Первый запуск: 2000 год.
• Покрытие: глобальное. После запуска системы Beidou 3-го поколения в 2020 году.
• Состав спутников: 48 аппаратов, в работе — 35.
• Типы орбит: средняя круговая, геостационарная, геосинхронная наклонная высокая.
• Высота: 21 500 километров.
• Время полного оборота: 12 ч 53 мин 24 с.

Galileo: Евросоюз

• Первый запуск: 2011 год.
• Покрытие: глобальное.
• Состав спутников: 23 аппарата, 1 в стадии запуска.
• Типы орбит: средневысокая.
• Высота: 23 222 км.
• Время полного оборота: 14 ч 4 мин 42 с.

QZSS: Япония

• Первый запуск: 2010 год.
• Покрытие: Тихоокеанско-Азиатский регион.
• Состав спутников: 5 аппаратов, в работе — 5.
• Типы орбит: геосинхронная высокая эллиптическая, геостационарная.
• Высота: 35 786 км.

NAVIC: Индия

• Первый запуск: 2013 год.
• Покрытие: Индия.
• Состав спутников: 8 аппаратов, в работе — 7.
• Типы орбит: геосинхронная.
• Высота: 36 000 км.

ГЛОНАСС — российская глобальная навигационная спутниковая система. Отечественная система считается одной из двух существующих в мире, которые приняты в эксплуатацию повсеместно. Поэтому большинство устройств, которые могут определять свое местоположение, оснащены навигационными чипами GPS/ГЛОНАСС — а не только GPS.

Спутниковая система России позволяет определять местоположение и скорость объектов в практически любой точке нашей планеты, а также в космическом пространстве вблизи Земного шара.

Первый запуск космического аппарата ГЛОНАСС успешно прошел в 1982 году. Исследования применения спутников для навигации начались в 1957 году.

Основу орбитальной группировки ГНСС в трёх орбитальных плоскостях составляют космические аппараты «Глонасс-М» и космические аппараты нового поколения «Глонасс-К». Всего для работы требуется 24 аппарата, на данный момент на орбите находятся 26 спутников на высоте 19 100 километров.

Штатная спутниковая группировка ГЛОНАСС состоит из 24 спутников. Все они находятся на средневысотных околокруговых орбитах на высоте 19 100 километров. Угол наклона осей по орбитам составляет 64,8°, а полный оборот вокруг Земли каждый спутник совершает за 11 часов 15 минут и 44 секунды.

Такие характеристики оптимальны для использования в высоких широтах (северных и южных полярных регионах), где сигнал системы американской GPS ощутимо слабее.

В штате космических аппаратов ГЛОНАСС числятся следующие спутники:

• «ГЛОНАСС» — использовались до 2005 года, выведены из эксплуатации,
• «ГЛОНАСС-М» — в эксплуатации,
• «ГЛОНАСС-К» — в эксплуатации,
• «ГЛОНАСС-К2» — в разработке.

ГЛОНАСС-К2 — это серия космических аппаратов российской глобальной навигационной системы третьего поколения.

От спутников предыдущих М-серий они отличаются в первую очередь более продолжительным сроком активной работы — 10 лет вместо 7.

Аппаратура новых спутников может работать в условиях открытого космоса, поэтому разработчики смогли отказаться от использования герметичного контейнера и уменьшить массу спутника. Представители К-серии весят всего 935 килограмм против предыдущих 1415.

Запуск первого спутника ГЛОНАСС-К2 запланирован на конец 2022 года.

Две глобальные навигационные спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС начали разрабатываться практически одновременно — в 1970-х годах. США и Советский Союз изначально вели исследования и запуски в военных целях, но когда спутниковая навигация нашла свое применение в гражданских целях, то развитие американской и советской системы пошло по одинаковому сценарию.

В настоящее время каждая из ГНСС имеет на орбите полноценную орбитальную группировку, которая обеспечивает покрытие в глобальном масштабе.

Несмотря на схожесть в процессе разработки можно выделить следующие ключевые отличия систем GPS/ГЛОНАСС друг от друга.

Численность спутников на орбите.
GPS насчитывает 32 аппарата, а ГЛОНАСС — 26. Каждая ГНСС постоянно работает с 24.

Расположение спутников на орбите.
В системе GPS спутники занимают 6 плоскостей по 4 аппарата в каждой, в ГЛОНАСС — 8 спутников в трех плоскостях.

Синхронизация с Землей и корректировка точности.
Спутники GPS синхронизированы с вращением Земли. Поэтому для обеспечения точности GPS необходима целая цепочка геостационарных станций, которые отслеживают и корректируют неизбежные отклонения.

Спутники ГЛОНАСС движутся по орбите независимо от вращения Земли — для них проблема корректировки отсутствует.

Погрешность определения координат
Погрешность ГЛОНАСС выше, чем у GPS. Для отечественной системы эти значения колеблются от 3 до 6 метров, а для американской ГНСС — от 2 до 4 метров. Одновременное использование GPS/ГЛОНАСС сокращает погрешность до 1,5-3 метров.

Глобальное покрытие ГНСС
Ключевое преимущество GPS перед ГЛОНАСС — это 100% покрытие Земли, в то время как навигационный сигнал ГЛОНАСС доступен не во всех точках мира. Это также нивелируется совместным использованием GPS/ГЛОНАСС.

Покрытие в северных регионах
В северных регионах точность ГЛОНАСС ощутимо выше, чем у GPS. Это можно объяснить военным фактором — механика ГЛОНАСС рассчитывалась в первую очередь под войсковые группировки, которые находились на севере СССР.

Совместная обработка GPS/ГЛОНАСС позволяет увеличить точность определения местоположения в 2 раза. Это учитывают крупнейшие производители и оснащают свои устройства двухсистемной навигацией. Например, те же айфоны работают в обязательном порядке и с GPS, и с ГЛОНАСС.

Как работают GPS и ГЛОНАСС

Системы GPS/ГЛОНАСС работают по такому же принципу, как и другие глобальные навигационные спутниковые системы. Мы подробно рассказывали об их работе на примере использования GPS-трекеров.

GPS продолжает работу по всему миру, включая территорию России. Но в текущих условиях все больше пользователей задают вопрос: отключат ли GPS в России и как это отразится на пользователях. Короткий ответ: отключение GPS возможно, но крайне маловероятно.

• GPS — в первую очередь глобальная навигационная спутниковая система. Исключить из неё одну страну, при этом не затронув другие, кажется очень сложным, долгим и баснословно дорогим процессом. Для этого потребуется менять траекторию всех спутников на орбите. Напоминаем, это как минимум 24 аппарата.
• Россия не останется без спутниковой навигации даже в случае отключения GPS или отсутствия обновлений его метрик. Все современные устройства, которые выступают в качестве ГНСС-приемников, синхронизированы с другими глобальными спутниковыми системами — ГЛОНАСС, Beidou и Galileo.

На сегодняшний день все производители техники и разработчики программного обеспечения оснащают свои продукты возможностью единовременной работы с системами GPS/ГЛОНАСС, а также с другими ГНСС.

Двухсистемная навигация позволяет нивелировать недостатки каждой из ГНСС, а пользователям получать точный и качественный результат. Поэтому выбор GPS или ГЛОНАСС очевиден — это синергия.

Наша система мониторинга, фирменная линейка трекеров и мобильные приложения поддерживают работу с обеими спутниковыми системами. С помощью GPS/ГЛОНАСС мы ежедневно помогаем нашим клиентам с точностью отслеживать транспорт, сотрудников, грузы и работать с этими данными.

Узнайте больше о возможностях сервиса ГдеМои на нашем сайте.

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

https://ria.ru/20221012/glonass-1822794450.html

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) — РИА Новости, 12.10.2022

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, англ. GLONASS) – российская спутниковая система навигации, предназначенная для навигационно-временного… РИА Новости, 12.10.2022

2022-10-12T04:25

2022-10-12T04:25

2022-10-12T04:25

справки

глонасс (система навигации)

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/0b/12/1585138557_0:306:3072:2034_1920x0_80_0_0_60fe6cfd74271232b971244d4fd45629. jpg

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, англ. GLONASS) – российская спутниковая система навигации, предназначенная для навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Она позволяет в абсолютно любой точке земного шара, а также в космическом пространстве вблизи планеты определять местоположение и скорость объектов. Толчком к началу практических работ в области спутниковой радионавигации послужил успешный запуск в СССР первого искусственного спутника Земли в октябре 1957 года. Использовать спутники для навигации первым предложил профессор Валентин Шебшаевич. Такая возможность была открыта им при исследовании приложений радиоастрономических методов в самолетовождении. Данные исследования были использованы в 1963 году при опытно-конструкторских работах над первой отечественной низкоорбитальной системой «Цикада», предназначенной для морской и воздушной навигации. В 1967 году на орбиту был выведен первый навигационный отечественный спутник «Космос-192». Система «Цикада» была сдана в эксплуатацию в составе четырех спутников в 1979 году. Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими потребителями привлекла широкое внимание к спутниковой навигации.Возникла необходимость создания универсальной навигационной системы, удовлетворяющей требованиям подавляющего состава потенциальных потребителей. В 1976 году вышло постановление правительства СССР о ее разработке. На основе проведенных многосторонних исследований отечественными специалистами для навигационной системы была выбрана штатная орбитальная группировка из 24 спутников, находящихся на средневысотных околокруговых орбитах с номинальными значениями высоты – 19100 километров. Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты 12 октября 1982 года с запуском первого космического аппарата серии «Глонасс» («Космос-1413»). Развертывание системы продолжилось с темпом один-два запуска космических аппаратов в год и к концу 1988 года на орбите находились уже шесть спутников. 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию в интересах министерства обороны РФ с орбитальной группировкой ограниченного состава из 12 спутников. В декабре 1995 года орбитальная группировка была развернута до полного состава (24 спутника), который необходим для полного охвата территории всего земного шара. Однако в то время большим недостатком было практически отсутствие гражданской навигационной аппаратуры и соответственно гражданских потребителей системы. В связи с экономическими проблемами во второй половине 1990-х годов орбитальная группировка ГЛОНАСС не восполнялась и практически деградировала. К 2002 году она насчитывала только семь космических аппаратов, что не могло обеспечить территорию России навигационными сигналами системы ГЛОНАСС хотя бы с умеренной доступностью. Точностные характеристики уступали более чем на порядок американской системе навигации GPS, а срок активного существования космических аппаратов составлял три-четыре года. Чтобы переломить ситуацию, распоряжением президента РФ от 18 февраля 1999 года система ГЛОНАСС была определена как система двойного назначения, применяемая в научных, социально-экономических целях, в интересах обороны и безопасности России, а в 2001 году принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на период 2002-2012 годов. В результате ее реализации орбитальная группировка была полностью восстановлена. С 2012 года система развивалась в рамках новой федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы». Ее целями являлись расширение внедрения отечественных спутниковых навигационных технологий и услуг с использованием системы ГЛОНАСС в интересах специальных и гражданских (в том числе коммерческих и научных) потребителей, международного использования спутниковых навигационных российских технологий за счет поддержания и развития системы ГЛОНАСС. Система ГЛОНАСС состоит из подсистемы космических аппаратов, подсистемы контроля и управления и навигационной аппаратуры потребителей. Подсистема космических аппаратов штатно включает 24 спутника, находящихся на круговых орбитах высотой 19100 километров, наклоненных к экватору под углом 64,8° и периодом обращения 11 часов 15 минут в трех орбитальных плоскостях. Орбитальные плоскости разнесены по долготе на 120°. В каждой орбитальной плоскости штатно размещаются по восемь спутников с равномерным сдвигом по аргументу широты 45°. Кроме этого, в плоскостях положение спутников сдвинуты относительно друг друга по аргументу широты на 15°. Выбранная структура орбитальной группировки обеспечивает движение всех космических аппаратов по единой трассе на поверхности Земли с ее повторяемостью через восемь суток и позволяет обеспечить непрерывное и глобальное покрытие земной поверхности и околоземного пространства навигационным полем. Кроме того, такие характеристики обеспечивают высокую устойчивость орбитальной группировки системы ГЛОНАСС, что практически позволяет обходиться без коррекции орбит космических аппаратов в течение всего срока их активного существования. По состоянию на 10 октября 2022 года в составе орбитальной группировки ГЛОНАСС находилось 26 космических аппаратов, из них 22 использовались по целевому назначению. Космические спутники для ГЛОНАСС были спроектированы в конструкторском бюро НПО прикладной механики (ныне – АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева», АО «ИСС») в городе Красноярск-26 (Железногорск, Красноярский край). С 1982 года по 2005 год в эксплуатацию вводились космические аппараты (КА) «Глонасс», со сроком активного гарантийного существования три года. В настоящее время основу орбитальной группировки составляют спутники модифицированной серии «Глонасс-М» со сроком активного существования семь лет, первый из которых был запущен в 2003 году, и космические аппараты нового поколения «Глонасс-К», работоспособность которых составляет 10 лет. В отличие от спутников «Глонасс-М, где доля зарубежных комплектующих доходит до 80%, в «Глонасс-К» значительно больше половины электроники российской разработки. «Глонасс-К» имеют меньшую массу и обладают рядом других усовершенствований. Помимо излучения навигационных сигналов они способны передавать информацию с аварийных радиобуев Международной космической системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ. Запуск первого спутника был успешно произведен в феврале 2011 года с космодрома Плесецк. В настоящее время в АО «ИСС» создают усовершенствованные навигационных спутники – «Глонасс-К2», которые отличаются от спутников прошлого поколения большим количеством излучаемых навигационных сигналов, позволяющим повысить качество навигационного обслуживания в России. В феврале 2021 года генеральный директор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин заявлял, что точность спутников «Глонасс» составляет 2,6 метра, а с появлением аппаратов нового поколения «Глонасс-К2» она улучшится до 1,3 метра. https://ria.ru/20210605/glonass-1735743775.htmlТакже будет повышена помехоустойчивость навигации, что крайне актуально в современных условиях. «Глонасс-К2» планируется запустить в космос в конце 2022 года. Эти космические аппараты будут основой российской навигационной спутниковой группировки вплоть до 2050 года. Подсистема контроля и управления (ПКУ) состоит из Центра управления системой ГЛОНАСС и сети станций измерения, управления и контроля, рассредоточенной по всей территории России. В задачи ПКУ входит контроль правильности функционирования космических аппаратов, непрерывное уточнение параметров орбит и выдача на спутники временных программ, команд управления и навигационной информации. Навигационная аппаратура потребителей состоит из навигационных приемников и устройств обработки, предназначенных для приема навигационных сигналов спутников ГЛОНАСС и вычисления собственных координат, скорости и времени. Навигационной аппаратурой потребителей системы ГЛОНАСС выполняются беззапросные измерения до четырех спутников ГЛОНАСС, а также прием и обработка навигационных сообщений. В навигационном сообщении описывается положение спутника в пространстве и времени.В результате обработки полученных измерений и принятых навигационных сообщений определяются три координаты потребителя, три составляющие вектора скорости его движения, а также осуществляется «привязка» шкалы времени потребителя к шкале Госэталона координированного всемирного времени UTC (SU). Интерфейс между подсистемой космических аппаратов и навигационной аппаратурой потребителей состоит из радиолиний L-диапазона частот. Космические аппараты модификации «Глонасс-М» в поддиапазонах L1 и L2 излучают навигационные сигналы стандартной точности (СТ), доступные любым потребителям, и сигналы высокой точности (ВТ), доступные только специальным потребителям. Сигнал ВТ модулирован специальным кодом и предназначен для использования в интересах министерства обороны РФ. КА модификации «Глонасс-К» наряду с радиосигналами L1 и L2 с частотным разделением, полностью аналогичным сигналам КА «Глонасс-М», дополнительно излучает в диапазоне L3 радиосигналы открытого доступа с кодовым разделением. В настоящее время существует широкий спектр задач навигационного и координатно-временного обеспечения, условий и областей применения спутниковых навигационных технологий, требующих дальнейшего совершенствования системы ГЛОНАСС, включая навигационную аппаратуру потребителей. В первую очередь это относится к высокоточным применениям системы ГЛОНАСС, для реализации которых необходимо обеспечение дециметрового и сантиметрового уровней точности в реальном масштабе времени, а также к применениям, связанным с обеспечением безопасности при эксплуатации авиационного, морского и наземного транспорта. Требуется повышение оперативности навигационных решений и устойчивости системы ГЛОНАСС к воздействию помех. Существует значительное количество применений, где предъявляются требования обеспечения миниатюризации и высокой чувствительности навигационной приемной аппаратуры. В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Госкорпорация «Роскосмос» и АО «Российские космические системы», головная организация по ГЛОНАСС.Усовершенствование спутниковой навигационной системы осуществляется путем модернизации космических аппаратов, а также развитием системы функциональных дополнений, которая предоставляет потребителям дополнительную информацию, позволяющую повысить точность и достоверность определения пространственных координат, скорости движения и времени. Комплексом высокоточного широкозонного функционального дополнения системы ГЛОНАСС является система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ), обеспечивающая воздушные суда гражданской авиации высокоточным навигационным сервисом SBAS, позволяющим им выполнять операции захода на посадку. Одним из компонентов СДКМ является сеть унифицированных станций сбора измерений (УССИ), охватывающую территорию России и сопредельных государств. На начало 2022 года сеть состояла из 46 станций, дислоцированных в РФ, и семи УССИ за рубежом, включая Южную Америку и Антарктиду. По сообщению Роскосмоса, точность определения местоположения с помощью ГЛОНАСС планируется улучшить до 10 сантиметров после 2030 года. В соответствии с указом президента РФ доступ к гражданским навигационным сигналам системы ГЛОНАСС предоставляется как российским, так и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.С 1996 года по предложению правительства РФ ГЛОНАСС наряду с американской GPS используется Международной морской организацией и Международной организацией гражданской авиации.Сегодня трудно найти сферу социально-экономического развития, в которой не могли бы использоваться услуги спутниковой навигации. Наиболее актуальным остается применение ГЛОНАСС-технологий в транспортной отрасли, включая морское и речное судоходство, воздушный и наземный транспорт. При этом, по данным экспертов, порядка 80% навигационного оборудования применяется на автомобильном транспорте. Еще одна область применения ГЛОНАСС в интересах спасения человеческих жизней – сочетание глобальной спутниковой навигации с Международной системой поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ. Также основной сферой применения технологий спутниковой навигации становится персональная навигация. Технологии ГЛОНАСС используются в городском и земельном кадастре, планировании и управлении развитием территорий, для обновления топографических карт. Научное сообщество активно использует навигационные данные для наблюдений и исследований Земли.Технологии ГЛОНАСС применяются в космической отрасли, при строительстве, в сельском хозяйстве и т.д.Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2022

Артем Смирнов

Артем Смирнов

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/0b/12/1585138557_53:0:2784:2048_1920x0_80_0_0_7896f59ddad375cd8683048483c1d46d.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Артем Смирнов

справки, глонасс (система навигации)

Справки, ГЛОНАСС (система навигации)

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС, англ. GLONASS) – российская спутниковая система навигации, предназначенная для навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Она позволяет в абсолютно любой точке земного шара, а также в космическом пространстве вблизи планеты определять местоположение и скорость объектов.

Толчком к началу практических работ в области спутниковой радионавигации послужил успешный запуск в СССР первого искусственного спутника Земли в октябре 1957 года.

Использовать спутники для навигации первым предложил профессор Валентин Шебшаевич. Такая возможность была открыта им при исследовании приложений радиоастрономических методов в самолетовождении.

Данные исследования были использованы в 1963 году при опытно-конструкторских работах над первой отечественной низкоорбитальной системой «Цикада», предназначенной для морской и воздушной навигации.

В 1967 году на орбиту был выведен первый навигационный отечественный спутник «Космос-192». Система «Цикада» была сдана в эксплуатацию в составе четырех спутников в 1979 году.

Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими потребителями привлекла широкое внимание к спутниковой навигации.

Возникла необходимость создания универсальной навигационной системы, удовлетворяющей требованиям подавляющего состава потенциальных потребителей. В 1976 году вышло постановление правительства СССР о ее разработке.

На основе проведенных многосторонних исследований отечественными специалистами для навигационной системы была выбрана штатная орбитальная группировка из 24 спутников, находящихся на средневысотных околокруговых орбитах с номинальными значениями высоты – 19100 километров.

Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты 12 октября 1982 года с запуском первого космического аппарата серии «Глонасс» («Космос-1413»). Развертывание системы продолжилось с темпом один-два запуска космических аппаратов в год и к концу 1988 года на орбите находились уже шесть спутников. 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию в интересах министерства обороны РФ с орбитальной группировкой ограниченного состава из 12 спутников. В декабре 1995 года орбитальная группировка была развернута до полного состава (24 спутника), который необходим для полного охвата территории всего земного шара. Однако в то время большим недостатком было практически отсутствие гражданской навигационной аппаратуры и соответственно гражданских потребителей системы.

В связи с экономическими проблемами во второй половине 1990-х годов орбитальная группировка ГЛОНАСС не восполнялась и практически деградировала.

К 2002 году она насчитывала только семь космических аппаратов, что не могло обеспечить территорию России навигационными сигналами системы ГЛОНАСС хотя бы с умеренной доступностью. Точностные характеристики уступали более чем на порядок американской системе навигации GPS, а срок активного существования космических аппаратов составлял три-четыре года.

Чтобы переломить ситуацию, распоряжением президента РФ от 18 февраля 1999 года система ГЛОНАСС была определена как система двойного назначения, применяемая в научных, социально-экономических целях, в интересах обороны и безопасности России, а в 2001 году принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на период 2002-2012 годов.

В результате ее реализации орбитальная группировка была полностью восстановлена. С 2012 года система развивалась в рамках новой федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы». Ее целями являлись расширение внедрения отечественных спутниковых навигационных технологий и услуг с использованием системы ГЛОНАСС в интересах специальных и гражданских (в том числе коммерческих и научных) потребителей, международного использования спутниковых навигационных российских технологий за счет поддержания и развития системы ГЛОНАСС.

Система ГЛОНАСС состоит из подсистемы космических аппаратов, подсистемы контроля и управления и навигационной аппаратуры потребителей.

Подсистема космических аппаратов штатно включает 24 спутника, находящихся на круговых орбитах высотой 19100 километров, наклоненных к экватору под углом 64,8° и периодом обращения 11 часов 15 минут в трех орбитальных плоскостях. Орбитальные плоскости разнесены по долготе на 120°. В каждой орбитальной плоскости штатно размещаются по восемь спутников с равномерным сдвигом по аргументу широты 45°. Кроме этого, в плоскостях положение спутников сдвинуты относительно друг друга по аргументу широты на 15°.

Выбранная структура орбитальной группировки обеспечивает движение всех космических аппаратов по единой трассе на поверхности Земли с ее повторяемостью через восемь суток и позволяет обеспечить непрерывное и глобальное покрытие земной поверхности и околоземного пространства навигационным полем. Кроме того, такие характеристики обеспечивают высокую устойчивость орбитальной группировки системы ГЛОНАСС, что практически позволяет обходиться без коррекции орбит космических аппаратов в течение всего срока их активного существования.

По состоянию на 10 октября 2022 года в составе орбитальной группировки ГЛОНАСС находилось 26 космических аппаратов, из них 22 использовались по целевому назначению.

Космические спутники для ГЛОНАСС были спроектированы в конструкторском бюро НПО прикладной механики (ныне – АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», АО «ИСС») в городе Красноярск-26 (Железногорск, Красноярский край). С 1982 года по 2005 год в эксплуатацию вводились космические аппараты (КА) «Глонасс», со сроком активного гарантийного существования три года.

В настоящее время основу орбитальной группировки составляют спутники модифицированной серии «Глонасс-М» со сроком активного существования семь лет, первый из которых был запущен в 2003 году, и космические аппараты нового поколения «Глонасс-К», работоспособность которых составляет 10 лет. В отличие от спутников «Глонасс-М, где доля зарубежных комплектующих доходит до 80%, в «Глонасс-К» значительно больше половины электроники российской разработки.

«Глонасс-К» имеют меньшую массу и обладают рядом других усовершенствований. Помимо излучения навигационных сигналов они способны передавать информацию с аварийных радиобуев Международной космической системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ. Запуск первого спутника был успешно произведен в феврале 2011 года с космодрома Плесецк.

В настоящее время в АО «ИСС» создают усовершенствованные навигационных спутники – «Глонасс-К2», которые отличаются от спутников прошлого поколения большим количеством излучаемых навигационных сигналов, позволяющим повысить качество навигационного обслуживания в России.

В феврале 2021 года генеральный директор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин заявлял, что точность спутников «Глонасс» составляет 2,6 метра, а с появлением аппаратов нового поколения «Глонасс-К2» она улучшится до 1,3 метра. https://ria.ru/20210605/glonass-1735743775.htmlТакже будет повышена помехоустойчивость навигации, что крайне актуально в современных условиях. «Глонасс-К2» планируется запустить в космос в конце 2022 года. Эти космические аппараты будут основой российской навигационной спутниковой группировки вплоть до 2050 года.

Подсистема контроля и управления (ПКУ) состоит из Центра управления системой ГЛОНАСС и сети станций измерения, управления и контроля, рассредоточенной по всей территории России. В задачи ПКУ входит контроль правильности функционирования космических аппаратов, непрерывное уточнение параметров орбит и выдача на спутники временных программ, команд управления и навигационной информации.

Навигационная аппаратура потребителей состоит из навигационных приемников и устройств обработки, предназначенных для приема навигационных сигналов спутников ГЛОНАСС и вычисления собственных координат, скорости и времени. Навигационной аппаратурой потребителей системы ГЛОНАСС выполняются беззапросные измерения до четырех спутников ГЛОНАСС, а также прием и обработка навигационных сообщений. В навигационном сообщении описывается положение спутника в пространстве и времени.

В результате обработки полученных измерений и принятых навигационных сообщений определяются три координаты потребителя, три составляющие вектора скорости его движения, а также осуществляется «привязка» шкалы времени потребителя к шкале Госэталона координированного всемирного времени UTC (SU).

Интерфейс между подсистемой космических аппаратов и навигационной аппаратурой потребителей состоит из радиолиний L-диапазона частот. Космические аппараты модификации «Глонасс-М» в поддиапазонах L1 и L2 излучают навигационные сигналы стандартной точности (СТ), доступные любым потребителям, и сигналы высокой точности (ВТ), доступные только специальным потребителям. Сигнал ВТ модулирован специальным кодом и предназначен для использования в интересах министерства обороны РФ.

КА модификации «Глонасс-К» наряду с радиосигналами L1 и L2 с частотным разделением, полностью аналогичным сигналам КА «Глонасс-М», дополнительно излучает в диапазоне L3 радиосигналы открытого доступа с кодовым разделением.

В настоящее время существует широкий спектр задач навигационного и координатно-временного обеспечения, условий и областей применения спутниковых навигационных технологий, требующих дальнейшего совершенствования системы ГЛОНАСС, включая навигационную аппаратуру потребителей. В первую очередь это относится к высокоточным применениям системы ГЛОНАСС, для реализации которых необходимо обеспечение дециметрового и сантиметрового уровней точности в реальном масштабе времени, а также к применениям, связанным с обеспечением безопасности при эксплуатации авиационного, морского и наземного транспорта. Требуется повышение оперативности навигационных решений и устойчивости системы ГЛОНАСС к воздействию помех. Существует значительное количество применений, где предъявляются требования обеспечения миниатюризации и высокой чувствительности навигационной приемной аппаратуры.

В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Госкорпорация «Роскосмос» и АО «Российские космические системы», головная организация по ГЛОНАСС.

Усовершенствование спутниковой навигационной системы осуществляется путем модернизации космических аппаратов, а также развитием системы функциональных дополнений, которая предоставляет потребителям дополнительную информацию, позволяющую повысить точность и достоверность определения пространственных координат, скорости движения и времени.

Комплексом высокоточного широкозонного функционального дополнения системы ГЛОНАСС является система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ), обеспечивающая воздушные суда гражданской авиации высокоточным навигационным сервисом SBAS, позволяющим им выполнять операции захода на посадку. Одним из компонентов СДКМ является сеть унифицированных станций сбора измерений (УССИ), охватывающую территорию России и сопредельных государств. На начало 2022 года сеть состояла из 46 станций, дислоцированных в РФ, и семи УССИ за рубежом, включая Южную Америку и Антарктиду.

По сообщению Роскосмоса, точность определения местоположения с помощью ГЛОНАСС планируется улучшить до 10 сантиметров после 2030 года.

В соответствии с указом президента РФ доступ к гражданским навигационным сигналам системы ГЛОНАСС предоставляется как российским, так и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.

С 1996 года по предложению правительства РФ ГЛОНАСС наряду с американской GPS используется Международной морской организацией и Международной организацией гражданской авиации.

Сегодня трудно найти сферу социально-экономического развития, в которой не могли бы использоваться услуги спутниковой навигации. Наиболее актуальным остается применение ГЛОНАСС-технологий в транспортной отрасли, включая морское и речное судоходство, воздушный и наземный транспорт. При этом, по данным экспертов, порядка 80% навигационного оборудования применяется на автомобильном транспорте. Еще одна область применения ГЛОНАСС в интересах спасения человеческих жизней – сочетание глобальной спутниковой навигации с Международной системой поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ.

Также основной сферой применения технологий спутниковой навигации становится персональная навигация.

Технологии ГЛОНАСС используются в городском и земельном кадастре, планировании и управлении развитием территорий, для обновления топографических карт. Научное сообщество активно использует навигационные данные для наблюдений и исследований Земли.

Технологии ГЛОНАСС применяются в космической отрасли, при строительстве, в сельском хозяйстве и т.д.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

СправкиГЛОНАСС (система навигации)

О ГЛОНАСС

Первое предложение использовать спутники для навигации было сделано В.С.Шебашевичем в 1957 году. Эта идея родилась в ходе исследования возможности применения радиоастрономических технологий для аэронавигации. Дальнейшие исследования проводились в ряде советских учреждений для повышения точности навигационных определений, глобальной поддержки, ежедневного применения и независимости от погодных условий. Результаты исследований были использованы в 1963 году при проведении ОКР первой советской низкоорбитальной системы «Цикада». В 1967 марта был запущен первый советский навигационный спутник «Космос-192». Навигационный спутник обеспечивал непрерывную передачу радионавигационного сигнала на частотах 150 и 400 МГц в течение всего срока службы.

Система из четырех спутников «Цикада» введена в эксплуатацию в 1979 году. Навигационные спутники выводились на круговые орбиты высотой 1000 км с наклонением 83° и равномерным распределением орбитальных плоскостей к экватору. Это позволяло пользователям захватывать один из спутников каждые полтора-два часа и фиксировать положение в течение 5-6 минут навигационного сеанса. В навигационной системе «Цикада» использовались односторонние измерения дальности от пользователя до спутника.

Позже на спутники «Цикада» была размещена приемно-измерительная аппаратура для обнаружения аварийных радиомаяков. Спутники принимали эти сигналы и ретранслировали их на специальные наземные станции, где производился расчет точных координат аварийных объектов (кораблей, самолетов и т. д.). Спутники «Цикада», отслеживающие радиомаяки бедствия, сформировали систему «Коспас», которая вместе с американо-французско-канадской системой «Сарсат» создала интегрированную поисково-спасательную службу, спасшую несколько тысяч жизней. Космический навигационный комплекс «Цикада» (и его модернизация «Цикада-М») предназначался для навигационного обеспечения военных пользователей и использовался с 1976. В 2008 году пользователи «Цикада» и «Цикада-М» начали использовать систему ГЛОНАСС, и работа этих систем была прекращена.

Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими пользователями привлекла всеобщее внимание к спутниковой навигации. Нужна была универсальная навигационная система, отвечающая требованиям подавляющего большинства потенциальных пользователей.

На основании всесторонних исследований было принято решение выбрать орбитальную группировку, состоящую из 24 спутников, равномерно распределенных в трех орбитальных плоскостях с наклоном 64,8° к экватору. Спутники ГЛОНАСС размещены на примерно круговых орбитах с номинальной высотой орбиты 19,100 км и период обращения 11 часов 15 минут 44 секунды. Благодаря величине периода стало возможным создание устойчивой орбитальной системы, которая в отличие от GPS не требует поддерживающих корректирующих импульсов в течение своего активного существования. Номинальное наклонение обеспечивает глобальную доступность на территории РФ даже при неработоспособности нескольких КА.

При разработке высокоорбитальной навигационной системы столкнулись с двумя проблемами. Первый имел дело с взаимно синхронизированными шкалами времени спутников с точностью до миллиардных долей секунды (наносекунд). Это стало возможным благодаря бортовым высокоорбитальным цезиевым стандартам частоты с номинальной стабильностью 10

Сокращение финансирования космической отрасли в 1990 году привело к деградации группировки ГЛОНАСС. В 2002 году группировка ГЛОНАСС состояла из 7 спутников, что было недостаточно для навигационного обеспечения территории России даже при ограниченной доступности. ГЛОНАСС уступал GPS по точностным характеристикам, срок службы КА составлял 3-4 года.

Положение улучшилось с принятием и запуском в 2002 году федеральной программы «Глобальная навигационная система на 2002-2011 годы».

В рамках реализации данной федеральной программы достигнуты следующие результаты: спутников «ГЛОНАСС-К». В настоящее время существуют две действующие глобальные навигационные спутниковые системы: GPS и ГЛОНАСС. Модернизирован сегмент наземного управления

В настоящее время спектр приложений GNSS-технологий становится все более широким. Для удовлетворения требований пользователей необходимо продолжать совершенствовать систему ГЛОНАСС, а также пользовательское навигационное оборудование. В первую очередь это относится к высокоточным приложениям ГЛОНАСС, где необходима точность в реальном масштабе времени на уровне дециметра и сантиметра. Это также относится к приложениям, связанным с безопасностью и безопасностью воздушного, морского и наземного транспорта. Необходима большая оперативность навигационных решений и помехоустойчивость ГЛОНАСС. Существует значительное количество специальных и гражданских приложений, где малый размер и высокая чувствительность приемного навигационного оборудования имеют решающее значение.

Для решения новых задач в новых условиях в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 03.03.2012 № 189 в 2012 году стартовала новая федеральная программа «Поддержание, развитие и использование ГЛОНАСС на 2012-2020 годы».

Начиная с 2012 года система ГЛОНАСС движется в направлении эффективного решения задач ПНТ в интересах обороны, безопасности и социально-экономического развития страны на ближайшую и отдаленную перспективу.

В новой федеральной программе учтено следующее:

• Поддержка ГЛОНАСС с гарантированными характеристиками на конкурентном уровне
• Развитие ГЛОНАСС в направлении расширения возможностей, направленного на достижение паритета с международными навигационными спутниковыми системами и лидерство Российской Федерации в области спутниковой навигации
• Использование ГЛОНАСС как на территории РФ, так и за рубежом

Уровень расширения возможностей ГЛОНАСС определяется рядом направлений развития, основными из которых являются:

1. Разработка структуры орбитальной группировки ГЛОНАСС
2. Переход на использование навигационных спутников нового поколения «ГЛОНАСС-К» с расширенными возможностями
3. Развитие сегмента наземного управления ГЛОНАСС, включая усовершенствование сегмента орбиты и часов ГЛОНАСС
4. Дизайн и разработка дополнений:

• Система дифференциальной коррекции и контроля
• Глобальная система высокоточного определения навигационно-орбитальной и часовой информации в режиме реального времени для гражданских пользователей

Развитие системы ГЛОНАСС в интересах возрастающих требований пользователей и конкурентоспособность системы во многом определяется возможностями космического сегмента ГЛОНАСС.

Возможности	ГЛОНАСС	Глонасс-М	Глонасс-К	Глонасс-К2
Время развертывания	1982-2005 гг.	2003-2016 гг.	2011-2018 гг.	2017+
Положение дел	Списан	В использовании	Созревание дизайна на основе проверки на орбите	В развитие
Номинальные параметры орбиты	Круговой Высота — 19,100 км Наклонение — 64,8° Период — 11 ч 15 мин 44 сек
Количество спутников в созвездии (используется для навигации)	24
Количество орбитальных плоскостей	3
Количество спутников в плоскости	8
Пусковые установки		Союз-2. 1б, Протон-М
Расчетный срок службы, лет	3,5	7	10	10
Масса, кг	1500	1415	935	1600
Габариты, м		2,71х3,05х2,71	2,53х3,01х1,43	2,53х6,01х1,43
Мощность, Вт		1400	1270	4370
Дизайн платформы	под давлением	под давлением	без давления	без давления
Стабильность тактовой частоты согласно спецификации/наблюдаемой	5*10 -13 / 1*10 -13	1*10 -13 / 5*10 -14	1*10 -13 / 5*10 -14	1*10 -14 / 5*10 -15
Тип сигнала	FDMA	FDMA (+CDMA для SV 755-761)	FDMA и CDMA	FDMA и CDMA
Сигналы открытого доступа (для сигналов FDMA приводятся значения центральной частоты)	L1OF (1602 МГц)	L1OF (1602 МГц) L2OF (1246 МГц) L3OC (1202 МГц) для КА 755+	L1OF (1602 МГц) L2OF (1246 МГц) L3OC (1202 МГц) L2OC (1248 МГц) для КА 17L+	L1OF (1602 МГц) L2OF (1246 МГц) L1OC (1600 МГц) L2OC (1248 МГц) L3OC (1202 МГц)
Сигналы ограниченного доступа	L1SF (1592 МГц) L2SF (1237 МГц)	L1SF (1592 МГц) L2SF (1237 МГц)	L1SF (1592 МГц) L2SF (1237 МГц) L2SC (1248 МГц) для КА 17L+	L1SF (1592 МГц) L2SF (1237 МГц) L1SC (1600 МГц) L2SC (1248 МГц)
Спутниковые перекрестные ссылки: RF Laser	— —	+ —	+ —	+ +
Поиск и спасение	—	—	+	+

(ГЛОНАСС) Глобальная навигационная спутниковая система Объяснение

В мире существует несколько систем GPS. ГЛОНАСС, наряду с GPS, Galileo, Beidou и др. работают к цели предоставления наиболее точных данных для своих пользователей. Каждая навигационная система имеет свои отличия и основная область, на которой он фокусируется больше всего.

ГЛОНАСС — российская спутниковая навигационная система, работающая как альтернатива GPS. ГЛОНАСС и GPS может вместе обеспечивают на 20% больше спутников, чем устройства, использующие только GPS.

Чтение: ГНСС, GPS, Галилео GPS

Что такое ГЛОНАСС?

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) — спутниковая навигационная система, разработанная и эксплуатируемая Россией, что состоит из 24 спутников. ГЛОНАСС обычно используется многими производителями спутниковой навигации, поскольку обеспечивает их с большим количеством доступных спутников, и, следовательно, координаты более точны и могут быть исправлены быстро.

Россия начала разработку системы в 1976 году и запустила первый спутник ГЛОНАСС в 1982 году. созвездие полностью заработал в 1995 году.

Существует пять версий ГЛОНАСС:

1. ГЛОНАСС: Выпущен в 1982 году для военных и государственных организаций, предназначен для погода, позиционирование, измерение времени и скорости.

2. ГЛОНАСС-М: Запущен в 2003 году для добавления второго ГК.

3. ГЛОНАСС-К: Запущен в 2011 году для добавления третьей гражданской частоты.

4. ГЛОНАСС-К2: Должен был быть запущен в конце 2021 года, но был перенесен на 2022 год.

5. ГЛОНАСС-КМ: Будет запущен в 2025-2030 годах и в настоящее время находится в стадии исследований.

Как это работает?

Созвездие ГЛОНАСС обеспечивает хорошую видимость количества спутников, в зависимости от вашего конкретное место. Четыре спутники являются минимальными, что позволяет приемнику ГЛОНАСС вычислять свое положение в трех измерениях, аналогично к в система GPS.

Космический сегмент ГЛОНАСС состоит из 24 спутников в трех орбитальных плоскостях и восьми спутников за самолет. геометрия созвездия повторяется каждые восемь дней. Спутниковый сигнал ГЛОНАСС идентифицирует спутник и включает:

• Информация о позиционировании, скорости и ускорении.

• Информация о состоянии спутника.

• Смещение времени ГЛОНАСС от UTC.

• Альманах всех остальных спутников.

Радиус орбиты: 19 140 км.

Наклонение орбиты: 64,8 градуса.

Орбитальные самолеты: 3.

Сегмент управления ГЛОНАСС

Сегмент управления ГЛОНАСС состоит из сети пунктов слежения по России и система контроля центр. Сегмент управления следит за исправностью спутников, определяет эфемеридные поправки и смещения спутниковых часов относительно времени ГЛОНАСС и UTC.

«Земля была абсолютно круглой… Я никогда не знал, что означает слово «круглая», пока не увидел Землю с космос.»

— Алексей Леонов, советский космонавт, во время своего исторического выхода в открытый космос в 1985.

ГЛОНАСС vs Galileo

ГЛОНАСС обычно более точен в горных районах, тогда как Galileo более точен в городских условиях области. Галилей должен быть немного более точным, чем ГЛОНАСС, в зависимости от его окружения. ГЛОННАС — российская спутниковая навигация. система, а Galileo европейская.

ГЛОНАСС и GPS

GPS в целом должна быть более точной, чем ГЛОНАСС (3,5–7,8 м по сравнению с 5–10 м), что снижает количество ошибок.

Comments |0|