Glonass հսկողություն. Ո՞րն է ավելի լավ՝ Glonass, GPS կամ Galileo: Ինչ է Glonass-ը

Շատ մեքենաների սեփականատերեր իրենց մեքենաներում օգտագործում են նավիգատորներ: Սակայն նրանցից ոմանք չգիտեն երկու տարբեր արբանյակային համակարգերի՝ ռուսական GLONASS-ի և ամերիկյան GPS-ի գոյության մասին։ Այս հոդվածից դուք կիմանաք, թե որոնք են դրանց տարբերությունները և որը պետք է նախընտրել:

Ինչպե՞ս է աշխատում նավիգացիոն համակարգը:

Նավիգացիոն համակարգը հիմնականում օգտագործվում է օբյեկտի գտնվելու վայրը որոշելու համար (in այս դեպքումմեքենա) և դրա արագությունը: Երբեմն պահանջվում է որոշ այլ պարամետրեր, օրինակ՝ ծովի մակարդակից բարձրությունը:

Այն հաշվարկում է այս պարամետրերը՝ սահմանելով ինքնին նավիգատորի և Երկրի ուղեծրում գտնվող մի քանի արբանյակներից յուրաքանչյուրի միջև հեռավորությունը: Որպես կանոն, համար արդյունավետ աշխատանքՀամակարգը պահանջում է համաժամացում չորս արբանյակների հետ: Փոխելով այս հեռավորությունները՝ այն որոշում է օբյեկտի կոորդինատները և շարժման այլ բնութագրերը։ GLONASS արբանյակները սինխրոնիզացված չեն Երկրի պտույտի հետ, ինչն ապահովում է դրանց կայունությունը երկար ժամանակ։

Տեսանյութ՝ GloNaSS vs GPS

Ո՞րն է ավելի լավ GLONASS-ը կամ GPS-ը և որն է դրանց տարբերությունը

Նավիգացիոն համակարգերը հիմնականում նախատեսված էին ռազմական նպատակներով օգտագործելու համար, և միայն դրանից հետո հասանելի դարձան սովորական քաղաքացիներին: Ակնհայտ է, որ զինվորականներին անհրաժեշտ է օգտագործել իրենց պետության զարգացումները, քանի որ կոնֆլիկտային իրավիճակի դեպքում օտարերկրյա նավիգացիոն համակարգը կարող է անջատվել այդ երկրի իշխանությունների կողմից։ Ավելին, Ռուսաստանում կոչ են անում օգտագործել GLONASS համակարգը առօրյա կյանքզինվորական և պետական ​​պաշտոնյաներ.

Առօրյա կյանքում սովորական ավտոմոբիլիստը չպետք է անհանգստանա նավիգացիոն համակարգ ընտրելու համար։ Ինչպես GLONASS-ը, այնպես էլ ապահովում են նավիգացիոն որակ, որը բավարար է ամենօրյա օգտագործման համար: Ռուսաստանի հյուսիսային տարածքներում և հյուսիսային լայնություններում գտնվող այլ երկրներում GLONASS արբանյակներն ավելի արդյունավետ են աշխատում, քանի որ նրանց ճանապարհորդության հետագծերը Երկրից բարձր են: Այսինքն՝ Արկտիկայում, սկանդինավյան երկրներում ԳԼՈՆԱՍՍ-ն ավելի արդյունավետ է, և շվեդները դա ճանաչել են դեռ 2011 թվականին։ Այլ տարածաշրջաններում GPS-ը մի փոքր ավելի ճշգրիտ է, քան GLONASS-ը տեղորոշման հարցում: Դիֆերենցիալ ուղղման և մոնիտորինգի ռուսական համակարգի համաձայն՝ GPS-ի սխալները տատանվում էին 2-ից 8 մետր, GLONASS-ի սխալները՝ 4-ից 8 մետր: Բայց որպեսզի GPS-ը որոշի այն վայրը, որը պետք է որսալ 6-ից 11 արբանյակ, GLONASS-ը բավարար է 6-7 արբանյակների համար:

Պետք է հաշվի առնել նաև, որ GPS համակարգը ի հայտ է եկել 8 տարի շուտ և զգալի առաջատարի դիրք է գրավել 90-ականներին։ Եվ վերջին տասնամյակի ընթացքում GLONASS-ը գրեթե ամբողջությամբ կրճատել է այս բացը, և մինչև 2020 թվականը մշակողները խոստանում են, որ GLONASS-ը ոչ մի կերպ չի զիջի GPS-ին։

Ժամանակակիցներից շատերը հագեցած են համակցված համակարգով, որն աջակցում է ինչպես ռուսական արբանյակային համակարգին, այնպես էլ ամերիկյանին: Հենց այս սարքերն են ամենաճշգրիտ և ամենացածր սխալը մեքենայի կոորդինատները որոշելիս: Ստացված ազդանշանների կայունությունը նույնպես մեծանում է, քանի որ նման սարքը կարող է ավելի շատ արբանյակներ «տեսնել»: Մյուս կողմից, նման նավիգատորների գները շատ ավելի բարձր են, քան դրանց մեկ համակարգային գործընկերները: Սա հասկանալի է. դրանց մեջ ներկառուցված են երկու չիպեր, որոնք կարող են ազդանշաններ ստանալ արբանյակի յուրաքանչյուր տեսակից:

Տեսանյութ՝ GPS և GPS+GLONASS ընդունիչների փորձարկում Redpower CarPad3

Այսպիսով, առավել ճշգրիտ և հուսալի նավիգատորները երկհամակարգային սարքերն են: Այնուամենայնիվ, դրանց առավելությունները կապված են մեկ նշանակալի թերության հետ՝ ծախսեր։ Հետևաբար, ընտրելիս պետք է մտածել՝ արդյոք անհրաժեշտ է այդքան բարձր ճշգրտություն ամենօրյա օգտագործման մեջ: Նաև պարզ մեքենաների սիրահարի համար այնքան էլ կարևոր չէ, թե որ նավիգացիոն համակարգն է օգտագործել՝ ռուսական, թե ամերիկյան: Ո՛չ GPS-ը, ո՛չ GLONASS-ը ձեզ թույլ չեն տա մոլորվել և ձեզ կտանեն ձեր ուզած ուղղությամբ:

Արբանյակային նավիգացիոն համակարգեր GLONASS և GPS: Մաս 1

Է.Պովալյաև, Ս.Խուտորնոյ

Արբանյակային նավիգացիոն համակարգեր GLONASS և GPS: Մաս 1

Ձեր ուշադրությանն ենք ներկայացնում հոդվածների շարք՝ նվիրված Glonass (գլոբալ նավիգացիոն արբանյակային համակարգ) և GPS (գլոբալ դիրքորոշման համակարգ) արբանյակային ռադիոնավիգացիոն համակարգերին: Շարքի առաջին հոդվածում քննարկվում են համակարգերի կառուցումը և շահագործումը, սպառողական սարքավորումների (ընդունիչների) կառուցվածքը և գործառույթները, նավիգացիոն խնդրի լուծման ալգորիթմները և համակարգերի զարգացման հեռանկարները:

Հին ժամանակներից ճանապարհորդները մտածում էին. ինչպե՞ս որոշել իրենց գտնվելու վայրը Երկրի վրա: Հին ծովագնացներին առաջնորդում էին աստղերը՝ նշելով ճանապարհորդության ուղղությունը. իմանալով միջին արագությունը և ճանապարհորդության ժամանակը, հնարավոր էր նավարկել տիեզերքում և որոշել մինչև վերջնական նպատակակետ հեռավորությունը: Այնուամենայնիվ, եղանակային պայմանները միշտ չէ, որ եղել են հետազոտողների օգտին, ուստի դժվար չէր կորցնել կուրսը: Կողմնացույցի հայտնվելով խնդիրը զգալիորեն հեշտացավ: Ճանապարհորդն արդեն ավելի քիչ կախված էր եղանակից։

Ռադիոյի դարաշրջանը մարդկանց համար նոր հնարավորություններ է բացել։ Ռադարային կայանների գալուստով, երբ հնարավոր եղավ չափել իր մակերևույթից արտացոլված ռադարային ճառագայթից օբյեկտի շարժման պարամետրերը և հարաբերական գտնվելու վայրը, հարց ծագեց արտանետվող ազդանշանից օբյեկտի շարժման պարամետրերը չափելու հնարավորության մասին: 1957 թվականին ԽՍՀՄ-ում մի խումբ գիտնականներ՝ Վ.Ա. Կոտելնիկովան փորձարարորեն հաստատեց Երկրի արհեստական ​​արբանյակի (AES) շարժման պարամետրերի որոշման հնարավորությունը՝ հիմնվելով այս արբանյակի կողմից արձակված ազդանշանի դոպլերային հաճախականության փոփոխության չափումների վրա։ Բայց, ամենակարևորը, հաստատվեց հակադարձ խնդրի լուծման հնարավորությունը` գտնելու ստացողի կոորդինատները արբանյակից արձակված ազդանշանի չափված դոպլերային տեղաշարժից, եթե հայտնի են այս արբանյակի շարժման պարամետրերը և կոորդինատները: Արբանյակը ուղեծրով շարժվելիս արձակում է որոշակի հաճախականության ազդանշան, որի անվանական արժեքը հայտնի է ընդունող ծայրում (սպառող): Արբանյակի դիրքը ժամանակի յուրաքանչյուր պահի ավելի հստակ է, այն կարելի է հաշվարկել արբանյակային ազդանշանում պարունակվող տեղեկատվության հիման վրա. Օգտագործողը, չափելով իրեն հասնող ազդանշանի հաճախականությունը, այն համեմատում է հղման հետ և այդպիսով հաշվարկում է արբանյակի շարժման պատճառով Դոպլերի հաճախականության տեղաշարժը։ Չափումները կատարվում են անընդհատ, ինչը թույլ է տալիս կառուցել դոպլեր հաճախականության փոփոխության մի տեսակ ֆունկցիա: Ժամանակի որոշակի կետում հաճախականությունը դառնում է զրո, այնուհետև փոխում է նշանը: Այս պահին Դոպլերի հաճախականությունը հավասար է զրոյի, սպառողը գտնվում է արբանյակային շարժման վեկտորի համար նորմալ գծի վրա: Օգտագործելով Դոպլերի հաճախականության կորի թեքության կախվածությունը սպառողի և արբանյակի միջև հեռավորությունից և չափելով ժամանակի այն պահը, երբ Դոպլերի հաճախականությունը զրոյական է, հնարավոր է հաշվարկել սպառողի կոորդինատները:

Այսպիսով, Արհեստական ​​Երկրի արբանյակը դառնում է ռադիոնավիգացիոն տեղեկատու կայան, որի կոորդինատները ժամանակի ընթացքում փոխվում են արբանյակի ուղեծրային շարժման պատճառով, բայց կարող են նախապես հաշվարկվել ժամանակի ցանկացած պահի արբանյակի նավիգացիոն ազդանշանում ներկառուցված էֆեմերիայի տեղեկատվության շնորհիվ:

1958–1959 թթ Լենինգրադի ռազմաօդային ինժեներական ակադեմիայում (LVVIA) անվ. Ա.Ֆ. Մոժայսկին, ԽՍՀՄ ԳԱ տեսական աստղագիտության ինստիտուտը, ԽՍՀՄ ԳԱ Էլեկտրամեխանիկայի ինստիտուտը, ծովային երկու գիտահետազոտական ​​ինստիտուտները և Գորկու անվան գիտահետազոտական ​​և զարգացման ինստիտուտը հետազոտություն են անցկացրել «Սպուտնիկ» թեմայով, որը հետագայում հիմք է հանդիսացել։ առաջին ներքին ցածր ուղեծրով նավիգացիայի կառուցման համար արբանյակային համակարգ«Ցիկադա». Իսկ 1963 թվականին սկսվեցին այս համակարգի կառուցման աշխատանքները։ 1967 թվականին ուղեծիր դուրս բերվեց առաջին ներքին նավիգացիոն արբանյակը՝ Kosmos-192-ը։ Առաջին սերնդի ռադիոնավիգացիոն արբանյակային համակարգերի բնորոշ առանձնահատկությունը ցածր ուղեծրով արբանյակների օգտագործումն է և օդում տեսանելի մեկ ազդանշանի օգտագործումը օբյեկտի նավիգացիոն պարամետրերը չափելու համար: այս պահինարբանյակ Այնուհետև «Cicada» համակարգի արբանյակները համալրվել են վթարի մեջ գտնվող առարկաները հայտնաբերելու ընդունիչ սարքավորումներով։

Սրան զուգահեռ ԽՍՀՄ կողմից առաջին արհեստական ​​երկրային արբանյակի հաջող արձակումից հետո ԱՄՆ-ում Ջոն Հոփկինսի համալսարանի Կիրառական ֆիզիկայի լաբորատորիայում աշխատանքներ են տարվում արձակվող ազդանշանի պարամետրերի չափման հնարավորության հետ կապված։ արբանյակի կողմից։ Չափումների հիման վրա հաշվարկվում են արբանյակի շարժման պարամետրերը ցամաքային դիտակետի նկատմամբ։ Հակադարձ խնդրի լուծումը ժամանակի հարց է։

Այս ուսումնասիրությունների հիման վրա առաջին սերնդի Doppler արբանյակային ռադիոնավիգացիոն համակարգը «Transit» ստեղծվել է ԱՄՆ-ում 1964 թվականին։ Դրա հիմնական նպատակը նավագնացության աջակցությունն է սուզանավերից Polaris բալիստիկ հրթիռների արձակմանը։ Համակարգի հայրն է համարվում Կիրառական ֆիզիկայի լաբորատորիայի տնօրեն Ռ. Քերշները։ Համակարգը կոմերցիոն օգտագործման համար հասանելի դարձավ 1967 թվականին: Ինչպես Cicada համակարգում, այնպես էլ տրանզիտ համակարգում աղբյուրի կոորդինատները հաշվարկվում են 7 տեսանելի արբանյակներից մեկի ազդանշանի Դոպլերի հաճախականության շեղումից: Արբանյակային համակարգերն ունեն շրջանաձև բևեռային ուղեծրեր Երկրի մակերևույթից 1100 կմ բարձրության վրա, տրանզիտ արբանյակների ուղեծրային շրջանը 107 րոպե է: Առաջին սերնդի համակարգերում աղբյուրի կոորդինատների հաշվարկման ճշգրտությունը մեծապես կախված է աղբյուրի արագության որոշման սխալից: Այսպիսով, եթե օբյեկտի արագությունը որոշվում է 0,5 մ սխալով, ապա դա իր հերթին կհանգեցնի ~ 500 մ կոորդինատների որոշման սխալի, անշարժ օբյեկտի համար այս արժեքը նվազում է մինչև 50 մ:

Բացի այդ, այս համակարգերում շարունակական շահագործումը հնարավոր չէ: Հաշվի առնելով այն հանգամանքը, որ համակարգերը ցածր ուղեծրով են, այն ժամանակը, որի ընթացքում արբանյակը գտնվում է սպառողի տեսադաշտում, չի գերազանցում մեկ ժամը: Բացի այդ, սպառողի տեսանելիության գոտում տարբեր արբանյակների անցման միջև ընկած ժամանակահատվածը կախված է այն աշխարհագրական լայնությունից, որտեղ նա գտնվում է, և կարող է տատանվել 35-ից 90 րոպե: Արբանյակների քանակի ավելացմամբ այս միջակայքի կրճատումն անհնար է, քանի որ բոլոր արբանյակներն ազդանշաններ են արձակում նույն հաճախականությամբ։

Հետևաբար, երկրորդ սերնդի արբանյակային նավիգացիոն համակարգերն ունեն մի շարք էական թերություններ։ Առաջին հերթին, դինամիկ օբյեկտների կոորդինատների որոշման հարցում բավարար ճշգրտություն չկա։ Մեկ այլ թերություն չափումների շարունակականության բացակայությունն է:

Հիմնական խնդիրներից մեկը, որն առաջանում է արբանյակային համակարգերի ստեղծման ժամանակ, որոնք ապահովում են նավիգացիոն սահմանումներ մի քանի արբանյակների համար, արբանյակային ազդանշանների (ժամանակային սանդղակների) փոխադարձ համաժամացումն է պահանջվող ճշգրտությամբ: Արբանյակային հղման տատանիչների անհամապատասխանությունը 10 նս-ով հանգեցնում է սպառողական կոորդինատների 10-15 մ-ի որոշման սխալի: Երկրորդ խնդիրը, որին բախվեցին ծրագրավորողները բարձր ուղեծրով արբանյակային նավիգացիոն համակարգեր ստեղծելիս, արբանյակային ուղեծրի պարամետրերի բարձր ճշգրտության որոշումն ու կանխատեսումն էր: Ընդունիչ սարքավորումը, չափելով տարբեր արբանյակներից ազդանշանների ուշացումները, հաշվարկում է սպառողի կոորդինատները։

Այդ նպատակների համար 1967 թվականին ԱՄՆ ռազմածովային ուժերը մշակեցին ծրագիր, որը արձակեց TIMATION-I արբանյակը, իսկ 1969 թվականին՝ TIMATION-II արբանյակը։ Այս արբանյակների վրա օգտագործվել են բյուրեղյա տատանիչներ: Միևնույն ժամանակ, ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերը միաժամանակ իրականացնում էին լայնաշերտ կեղծ աղմուկի կոդով (PRN) մոդուլավորված ազդանշաններ օգտագործելու իր ծրագիրը։ Նման կոդի հարաբերական հատկությունները հնարավորություն են տալիս օգտագործել մեկ ազդանշանային հաճախականություն բոլոր արբանյակների համար՝ տարբեր արբանյակներից ազդանշանների կոդային բաժանմամբ։ Ավելի ուշ, 1973 թվականին, երկու ծրագրերը միավորվեցին մեկ ընդհանուր ծրագրի մեջ, որը կոչվում էր «Navstar-GPS»: Մինչև 1996 թվականը համակարգի տեղակայումն ավարտվեց: Ներկայումս առկա են 28 ակտիվ արբանյակներ:

ԽՍՀՄ-ում բարձր ուղեծրով արբանյակային նավիգացիոն Glonass համակարգի թռիչքային փորձարկումները սկսվել են 1982 թվականին՝ Cosmos-1413 արբանյակի արձակմամբ։ Համակարգի և տիեզերական հատվածի հիմնական մշակողը և ստեղծողը NPO Applied Mechanics-ն է (Կրասնոյարսկ), իսկ նավիգացիոն տիեզերանավերի համար՝ PO Polet (Օմսկ): Ռադիոինժեներական համալիրների հիմնական մշակողը RNIIKP-ն է; Ռուսաստանի ռադիոնավիգացիայի և ժամանակի ինստիտուտը նշանակվել է սպառողների համար ժամանակավոր համալիրի, համաժամացման համակարգի և նավիգացիոն սարքավորումների ստեղծման համար:

Ցանցային ռադիո նավիգացիոն արբանյակային համակարգ (RNSS) Glonass

Glonass համակարգը նախատեսված է մակերեսային շարժվող օբյեկտների գլոբալ գործառնական նավարկության համար: SRNSS-ը մշակվել է ՊՆ պատվերով։ Իր կառուցվածքով Glonass-ը, ինչպես GPS-ը, համարվում է երկակի գործողության համակարգ, այսինքն՝ այն կարող է օգտագործվել ինչպես ռազմական, այնպես էլ քաղաքացիական նպատակներով։

Համակարգն ամբողջությամբ ներառում է երեք ֆունկցիոնալ մաս (մասնագիտական ​​գրականության մեջ այդ մասերը կոչվում են հատվածներ) (նկ. 1):

Նկար 1. Բարձր ուղեծրային նավիգացիոն համակարգերի սեգմենտներ Glonass և GPS

• տիեզերական հատվածը, որը ներառում է Երկրի արհեստական ​​արբանյակների ուղեծրային համաստեղությունը (այլ կերպ ասած՝ նավիգացիոն տիեզերանավեր);
• կառավարման հատված, վերգետնյա կառավարման համալիր (GCU) տիեզերանավերի ուղեծրային համաստեղության համար.
• համակարգի օգտագործողների սարքավորումներ.

Այս երեք մասերից ամենաշատն է վերջին՝ օգտագործողի սարքավորումը։ Glonass համակարգը առանց պահանջների է, ուստի համակարգի օգտատերերի թիվը նշանակություն չունի: Ի լրումն հիմնական գործառույթի՝ նավիգացիոն սահմանումների, համակարգը թույլ է տալիս բարձր ճշգրտությամբ փոխադարձ համաժամանակացնել հաճախականության և ժամանակի ստանդարտները հեռավոր ցամաքային օբյեկտներում և փոխադարձ գեոդեզիական հղումներ: Բացի այդ, այն կարող է օգտագործվել օբյեկտի կողմնորոշումը որոշելու համար՝ հիմնվելով նավիգացիոն արբանյակային ազդանշանների չորս ընդունիչներից ստացված չափումների վրա:

Glonass համակարգում որպես ռադիոնավիգացիոն տեղեկատու կայան օգտագործվում են նավիգացիոն տիեզերանավերը (NSVs), որոնք պտտվում են շրջանաձև գեոստացիոնար ուղեծրում ~ 19100 կմ բարձրության վրա (նկ. 2): Երկրի շուրջ արբանյակի ուղեծրային շրջանը միջինում 11 ժամ 45 րոպե է։ Արբանյակի շահագործման ժամանակը 5 տարի է, որի ընթացքում նրա ուղեծրի պարամետրերը չպետք է տարբերվեն անվանական արժեքներից ավելի քան 5%: Արբանյակն ինքնին 1,35 մ տրամագծով և 7,84 մ երկարությամբ հերմետիկ կոնտեյներ է, որի ներսում տեղադրված են տարբեր տեսակի սարքավորումներ։ Բոլոր համակարգերը սնուցվում են արեւային վահանակներ. Արբանյակի ընդհանուր զանգվածը 1415 կգ է։ Բորտային սարքավորումները ներառում են՝ նավիգացիոն հաղորդիչ, քրոնիզատոր (ժամացույց), ինքնաթիռի կառավարման համալիր, կողմնորոշման և կայունացման համակարգ և այլն:

Նկար 2. GLONASS և GPS համակարգերի տիեզերական հատված

Նկար 3. Գլոնաս համակարգի վերգետնյա կառավարման համալիրի հատվածը

Նկար 4. Հողային կառավարման համալիրի հատվածը GPS համակարգեր

GLONASS համակարգի վերգետնյա կառավարման համալիր հատվածը կատարում է հետևյալ գործառույթները.

• էֆեմերիս և ժամանակի հաճախականության աջակցություն;
• ռադիո նավիգացիոն դաշտի մոնիտորինգ;
• արբանյակների ռադիոհեռաչափական մոնիտորինգ;
• Արբանյակի կառավարման և ծրագրային ռադիոյի կառավարում:

Տարբեր արբանյակների ժամանակային սանդղակները պահանջվող ճշգրտությամբ համաժամեցնելու համար արբանյակի վրա օգտագործվում են ցեզիումի հաճախականության ստանդարտներ՝ 10-13 կարգի հարաբերական անկայունությամբ: Վերգետնյա կառավարման համալիրում օգտագործվում է ջրածնի ստանդարտ՝ 10-14 հարաբերական անկայունությամբ: Բացի այդ, NKU-ն ներառում է միջոցներ՝ 3-5 նս սխալով արբանյակային ժամանակի սանդղակների շտկման համար՝ կապված հղման սանդղակի հետ:

Վերգետնյա հատվածը ապահովում է արբանյակներին էֆեմերիական աջակցություն: Սա նշանակում է, որ արբանյակի շարժման պարամետրերը որոշվում են գետնի վրա, և այդ պարամետրերի արժեքները կանխատեսվում են կանխորոշված ​​ժամանակահատվածի համար: Պարամետրերը և դրանց կանխատեսումը ներառված են արբանյակի կողմից հաղորդվող նավիգացիոն հաղորդագրության մեջ՝ նավիգացիոն ազդանշանի փոխանցման հետ մեկտեղ: Սա նաև ներառում է արբանյակի ինտերֆեյսի ժամանակային սանդղակի ժամանակային հաճախականության ուղղումները՝ կապված համակարգի ժամանակի հետ: Արբանյակի շարժման պարամետրերի չափումն ու կանխատեսումն իրականացվում է համակարգի բալիստիկ կենտրոնում՝ արբանյակից հեռավորության և նրա ճառագայթային արագության հետագծային չափումների արդյունքների հիման վրա:

Ցանցային ռադիո նավիգացիոն արբանյակային համակարգ GPS

Ամերիկյան GPS համակարգն ունի իր սեփականը ֆունկցիոնալությունընման է ներքին Glonass համակարգին: Դրա հիմնական նպատակը սպառողների կոորդինատների, արագության վեկտորի բաղադրիչների բարձր ճշգրտության որոշումն է և համակարգի ժամանակային սանդղակի հետ կապելը: Ինչպես հայրենականին, GPS համակարգը մշակվել է ԱՄՆ պաշտպանության նախարարության համար և գտնվում է նրա վերահսկողության տակ։ Համաձայն ինտերֆեյսի կառավարման փաստաթղթի, համակարգի հիմնական մշակողներն են.

• տիեզերական հատվածի համար՝ Rockwell International Space Division, Martin Marietta Astro Space Division;
• կառավարման հատվածում՝ IBM, Federal System Company;
• ըստ սպառողների հատվածի՝ Rockwell International, Collins Avio-nics & Communication բաժին:

Ինչպես Glonass համակարգը, GPS-ը բաղկացած է տիեզերական հատվածից, ցամաքային հրամանատարության և չափման համալիրից և սպառողական հատվածից:

Ինչպես նշվեց վերևում, GPS ուղեծրային համաստեղությունը բաղկացած է 28 նավիգացիոն տիեզերանավից։ Նրանք բոլորը գտնվում են շրջանաձև ուղեծրերում, որոնց Երկրի շուրջ պտույտի շրջանը հավասար է 12 ժամի։ Յուրաքանչյուր արբանյակի ուղեծրային բարձրությունը ~20000 կմ է։ GPS համակարգի արբանյակները ենթարկվել են մի շարք բարելավումների, որոնք ազդել են դրանց ընդհանուր աշխատանքի վրա: Աղյուսակում 1 տրված է հակիրճ բնութագրերհամակարգում օգտագործվող տիեզերանավ:

Աղյուսակ 1. GPS համակարգում օգտագործվող տիեզերանավերի բնութագրերը

Աղյուսակ 2. GLONASS և GPS համակարգերի համեմատական ​​բնութագրերը

Համակարգն ընդհանրապես և արբանյակները մասնավորապես նախագծելիս մեծ ուշադրություն է դարձվում ինքնավար աշխատանքի խնդիրներին։ Այսպիսով, առաջին սերնդի տիեզերանավը (Block-I) ապահովել է նորմալ աշխատանքհամակարգ (նշանակում է, առանց կոորդինատների որոշման էական սխալների) առանց հսկիչ հատվածի միջամտության 3-4 օրվա ընթացքում: Block-II սարքերում այս ժամկետը հասցվել է 14 օրվա։ NKA-ի նոր մոդիֆիկացիայի մեջ Block-IIR-ը թույլ է տալիս ինքնավար շահագործում 180 օր՝ առանց գետնից ուղեծրային պարամետրերը կարգավորելու՝ օգտագործելով միայն ինքնավար արբանյակային փոխադարձ համաժամացման համալիր: Block-IIF սարքերը նախատեսված են օգտագործելու համար օգտագործված Block-IIR-ները փոխարինելու համար:

Glonass համակարգի նավիգացիոն ռադիոազդանշանների կառուցվածքը

Glonass համակարգը օգտագործում է հաճախականության բաժանման MA (FDMA) ազդանշաններ, որոնք արձակվում են յուրաքանչյուր արբանյակից՝ երկու փուլային հերթափոխով ստեղնավորված ազդանշաններ: Առաջին ազդանշանի հաճախականությունը գտնվում է L1 ~ 1600 ՄՀց միջակայքում, իսկ երկրորդի հաճախականությունը՝ L2 ~ 1250 ՄՀց միջակայքում։ L1 և L2 տիրույթներում հաղորդվող ռադիոազդանշանների գործառնական հաճախականությունների անվանական արժեքները որոշվում են արտահայտությամբ.

f k1 = f 1 + kD f 1
f k2 = f 2 + kD f 2 k = 0.1,...,24, (1)

որտեղ k = 0,1,...,24 - արբանյակային գործառնական հաճախականությունների տառերի (ալիքների) թվեր;

f 1 = 1602 ՄՀց; D f 1 = 9/16 = 0,5625 ՄՀց;
f 2 = 1246 ՄՀց; D f 2 = 7/16 = 0,4375 ՄՀց:

Յուրաքանչյուր արբանյակի համար L1 և L2 տիրույթներում ազդանշանների գործառնական հաճախականությունները համահունչ են և ձևավորվում են մեկ հաճախականության ստանդարտից: Յուրաքանչյուր արբանյակի գործող կրիչի հաճախականությունների հարաբերակցությունը հետևյալն է.

D f k1 / D f k2 = 7/9:

Բորտային գեներատորի անվանական հաճախականության արժեքը, Երկրի մակերեսին տեղակայված դիտորդի տեսանկյունից, 5,0 ՄՀց է։

L1 տիրույթում Glonass համակարգի յուրաքանչյուր արբանյակ արձակում է 2 կրիչ՝ նույն հաճախականությամբ՝ միմյանց համեմատ փուլային տեղաշարժով 90º-ով (նկ. 5):

Նկար 5. GLONASS և GPS համակարգերի կրիչի ազդանշանների վեկտորային դիագրամ

Փոխադրիչներից մեկը ենթարկվում է 180º փուլային հերթափոխի ստեղնավորման: Մոդուլացնող ազդանշանը ստացվում է՝ ավելացնելով մոդուլ 2 երեք երկուական ազդանշան (նկ. 6):

• 511 Կբիթ/վրկ արագությամբ փոխանցվող հեռաչափի կոպիտ ծածկագիր (նկ. 6c);
• 50 բիթ/վրկ արագությամբ փոխանցվող նավիգացիոն տվյալների հաջորդականություններ (նկ. 6ա);
• 100 բիթ/վրկ արագությամբ փոխանցվող ոլորանի տատանում (նկ. 6բ):

Նկար 6. GLONASS ազդանշանի կառուցվածքը

L1 միջակայքի ազդանշանը (նման է GPS-ի C/A կոդը) հասանելի է տիեզերանավի տեսանելիության տիրույթում գտնվող բոլոր սպառողների համար: L2 տիրույթում ազդանշանը նախատեսված է ռազմական նպատակների համար, և դրա կառուցվածքը չի բացահայտվում։

Glonass համակարգի արբանյակներից նավիգացիոն հաղորդագրությունների կազմը և կառուցվածքը

Նավիգացիոն հաղորդագրությունը ձևավորվում է շարունակաբար հետևող տողերի տեսքով, որոնցից յուրաքանչյուրը տևում է 2 վայրկյան: Տողի առաջին մասը (1,7 վրկ ընդմիջում) պարունակում է նավիգացիոն տվյալներ, իսկ երկրորդը (0,3 վրկ) պարունակում է ժամանակի դրոշմակնիք: Դա կրճատված կեղծ պատահական հաջորդականություն է՝ բաղկացած 30 նիշից՝ 100 բ/վ հաճախականությամբ։

Նավիգացիոն հաղորդագրությունները Glonass համակարգի արբանյակներից սպառողներին անհրաժեշտ են նավիգացիոն որոշման և արբանյակների հետ հաղորդակցության նիստերի պլանավորման համար: Կախված դրանց բովանդակությունից՝ նավիգացիոն հաղորդագրությունները բաժանվում են գործառնական և ոչ գործառնական տեղեկատվության:

Գործառնական տեղեկատվությունը վերաբերում է արբանյակին, որի ազդանշանից այն ստացվել է: Գործառնական տեղեկատվությունը ներառում է.

• ժամանակային դրոշմանիշերի թվայնացում;
• արբանյակային կրիչի հաճախականության և անվանական արժեքի հարաբերական տարբերությունը.
• հապճեպ տեղեկատվություն:

Էֆեմերի մասին տեղեկատվության ժամանակը և ժամանակի հաճախականության շտկումները, որոնք օրվա սկզբից ունեն կեսժամյա բազմապատիկություն, հնարավորություն են տալիս ճշգրիտ որոշել. աշխարհագրական կոորդինատներըև արբանյակի արագությունը:

Ոչ գործառնական տեղեկատվությունը պարունակում է ալմանախ, ներառյալ.

• տվյալներ համակարգի բոլոր արբանյակների վիճակի մասին.
• արբանյակային ժամանակի սանդղակի տեղաշարժը համակարգի մասշտաբի համեմատ.
• Համակարգի բոլոր արբանյակների ուղեծրային պարամետրերը.
• Glonass համակարգի ժամանակային սանդղակի ուղղում:

Տիեզերանավի օպտիմալ «համաստեղության» ընտրությունը և կրիչի հաճախականության դոպլերային տեղաշարժի կանխատեսումն ապահովվում է համակարգի ալմանախի վերլուծությամբ։

Glonass համակարգի արբանյակներից նավիգացիոն հաղորդագրությունները կառուցված են 2,5 րոպե տևողությամբ սուպերշրջանակների տեսքով: Սուպերֆրեյմը բաղկացած է հինգ կադրից՝ 30 վ տևողությամբ։ Յուրաքանչյուր կադրը պարունակում է 15 տող 2 վ տևողությամբ։ 2 վ տողերի տևողությունից վերջին 0,3 վրկ-ը զբաղեցնում է ժամանակի դրոշմը: Մնացած տողը պարունակում է 85 նիշ թվային տեղեկատվություն, որը փոխանցվում է 50 Հց հաճախականությամբ:

Յուրաքանչյուր շրջանակ պարունակում է գործառնական տեղեկատվության ամբողջ ծավալը և համակարգի ալմանախի մի մասը: Ամբողջական ալմանախը պարունակվում է ամբողջ սուպերֆրեյմում: Այս դեպքում 1–4 տողերում պարունակվող սուպերֆրեյմի տեղեկատվությունը վերաբերում է արբանյակին, որտեղից այն գալիս է (գործառնական մաս) և չի փոխվում սուպերշրջանակում։

GPS համակարգի նավիգացիոն ռադիոազդանշանների կառուցվածքը

GPS համակարգը օգտագործում է կոդը բաժանման MA (CDMA), այնպես որ բոլոր արբանյակները ազդանշաններ են արձակում նույն հաճախականությունը. Յուրաքանչյուր GPS արբանյակ արձակում է երկու փուլային հերթափոխի ազդանշան: Առաջին ազդանշանի հաճախականությունը L1 = 1575,42 ՄՀց է, իսկ երկրորդը` L2 = 1227,6 ՄՀց: L1 կրիչի հաճախականության ազդանշանը մոդուլացվում է երկու երկուական հաջորդականությամբ, որոնցից յուրաքանչյուրը ձևավորվում է մոդուլ 2-ի գումարման միջոցով հեռաչափի կոդի և փոխանցված համակարգի և նավիգացիոն տվյալների հիման վրա, որոնք ստեղծվել են 50 բիթ/վ արագությամբ: L1 հաճախականությամբ երկու քառակուսի բաղադրիչ են փոխանցվում՝ երկֆազային կերպով մանիպուլյացիայի ենթարկված երկուական հաջորդականությամբ: Առաջին հաջորդականությունը ճշգրիտ հեռաչափի P կոդի կամ դասակարգված Y կոդի և նավիգացիոն տվյալների մոդուլի 2 գումարն է: Երկրորդ հաջորդականությունը նաև կոպիտ C/A (բաց) կոդի և նավիգացիոն տվյալների նույն հաջորդականության մոդուլի 2 գումարն է:

L2 ռադիո ազդանշանը երկֆազորեն կառավարվում է նախկինում քննարկված երկու հաջորդականություններից միայն մեկով: Մոդուլացնող հաջորդականության ընտրությունը կատարվում է Երկրի հրամանով:

Յուրաքանչյուր արբանյակ օգտագործում է իր համար յուրահատուկ C/A և P(Y) հեռաչափի կոդերը, որոնք թույլ են տալիս առանձնացնել արբանյակային ազդանշանները: Ճշգրիտ միջակայքի P(Y) կոդի ձևավորման գործընթացում արբանյակային ազդանշանի ժամանակային դրոշմանիշերը միաժամանակ ձևավորվում են:

GPS արբանյակներից նավիգացիոն հաղորդագրությունների կազմը և կառուցվածքը

GPS արբանյակներից նավիգացիոն տեղեկատվության կառուցվածքային բաժանումն իրականացվում է սուպերշրջանակների, շրջանակների, ենթաշրջանակների և բառերի: Սուպերկադրը ձևավորվում է 25 կադրից և տևում է 750 վրկ (12,5 րոպե): Մեկ շրջանակը փոխանցվում է 30 վայրկյանում և ունի 1500 բիթ չափ: Շրջանակը բաժանված է 5 ենթաշրջանակների՝ յուրաքանչյուրը 300 բիթանոց և փոխանցվում է 6 վրկ միջակայքում: Յուրաքանչյուր ենթաշրջանակի սկիզբը նշանակում է ժամանակի դրոշմ, որը համապատասխանում է հաջորդ 6 վայրկյան GPS համակարգի ժամանակային միջակայքի սկզբին/ավարտին: Ենթաշրջանակը բաղկացած է 10 30-բիթանոց բառից: Յուրաքանչյուր բառում ամենաքիչ նշանակալից 6 բիթերը ստուգիչ բիթ են:

1-ին, 2-րդ և 3-րդ ենթաշրջանակներում փոխանցվում են տվյալներ ժամացույցի շտկման պարամետրերի և տիեզերանավի էֆեմերիայի տվյալները, որոնց հետ կապ է հաստատվել։ Այս ենթաշրջանակների բովանդակությունը և կառուցվածքը մնում է նույնը սուպերֆրեյմի բոլոր էջերում: 4-րդ և 5-րդ ենթաշրջանակները պարունակում են տեղեկատվություն համակարգի բոլոր տիեզերանավերի կազմաձևման և վիճակի մասին, տիեզերանավերի ալմանախներ, հատուկ հաղորդագրություններ, GPS-ի ժամանակի կապը UTC-ի հետ նկարագրող պարամետրեր և այլն:

Արբանյակային ռադիոնավիգացիոն ազդանշանների ընդունման և չափման ալգորիթմներ

GPS և GLONASS համակարգերի սպառողական սեգմենտը ներառում է արբանյակային ազդանշանի ընդունիչներ: Չափելով այդ ազդանշանների պարամետրերը՝ լուծվում է նավիգացիոն խնդիրը։ Ստացողը կարելի է բաժանել երեք ֆունկցիոնալ մասի.

• ռադիոհաճախականության մաս;
• թվային հարաբերակցիչ;
• CPU.

Անտենա-սնուցող սարքի (ալեհավաք) ելքից ազդանշանն անցնում է ռադիոհաճախականության մաս (նկ. 7): Այս մասի հիմնական խնդիրն է ուժեղացնել մուտքային ազդանշանը, զտումը, հաճախականության փոխարկումը և անալոգային թվային փոխարկումը: Բացի այդ, ստացողի թվային մասի ժամացույցի հաճախականությունը գալիս է ընդունիչի ռադիոհաճախականության մասից: Ռադիոհաճախականության մասի ելքից մուտքային ազդանշանի թվային նմուշները սնվում են թվային հարաբերակցիչի մուտքին:

Նկար 7. Ընդհանրացված ընդունիչի կառուցվածքը

Հարաբերակցիչում ազդանշանի սպեկտրը փոխանցվում է «զրոյական» հաճախականությանը: Դա արվում է հարաբերակցիչի մուտքային ազդանշանը բազմապատկելով ներփուլային և քառակուսի ալիքներում հղումային ներդաշնակ տատանումներով: Այնուհետև, բազմապատկման արդյունքը ենթարկվում է հարաբերակցության մշակման՝ բազմապատկելով տեղեկատու միջակայքի կոդի հետ և կուտակվում է միջակայքի կոդի ժամանակահատվածում: Արդյունքում մենք ստանում ենք հարաբերական ինտեգրալներ I և Q: Հարաբերակցության ինտեգրալների ընթերցումները ուղարկվում են պրոցեսոր՝ PLL (փուլային կողպված հանգույց) և DLL (հետաձգման հետևման միացում) օղակների հետագա մշակման և փակման համար: Ստացողի մեջ ազդանշանի պարամետրերի չափումները կատարվում են ոչ թե ուղղակիորեն մուտքային ազդանշանից, այլ դրա ճշգրիտ պատճենից, որը ստեղծվել է փուլային և CVD համակարգերի կողմից: I և Q հարաբերական ինտեգրալները թույլ են տալիս գնահատել հղման և մուտքային ազդանշանների «նմանության» (հարաբերության) աստիճանը: Կոռելատորի խնդիրը, բացի I և Q ինտեգրալները ձևավորելուց, պրոցեսորից եկող կառավարման գործողություններին (կառավարման կոդերին) համապատասխան հղման ազդանշան ձևավորելն է։ Բացի այդ, որոշ ընդունիչներում կորելատորը առաջացնում է հղման ազդանշանների անհրաժեշտ չափումները և դրանք փոխանցում պրոցեսորին՝ հետագա մշակման համար։ Միևնույն ժամանակ, քանի որ հարաբերակցիչում հղման ազդանշանները ձևավորվում են պրոցեսորից եկող կառավարման կոդերի միջոցով, հղման ազդանշանների անհրաժեշտ չափումները կարող են կատարվել անմիջապես պրոցեսորում՝ համապատասխանաբար մշակելով կառավարման կոդերը, ինչն արվում է շատերում։ ժամանակակից ընդունիչներ.

Ազդանշանի ի՞նչ պարամետրեր են չափվում հարաբերակցիչը (պրոցեսորը):

Ռադիոինժեներական չափումների միջակայքը բնութագրվում է չափման օբյեկտից մինչև չափման կետ ազդանշանի տարածման ժամանակով: GPS/GLONASS նավիգացիոն համակարգերում ազդանշանների արտանետումը համաժամացվում է համակարգի ժամանակային սանդղակի հետ, ավելի ճիշտ՝ այս ազդանշան արձակող արբանյակի ժամանակային սանդղակի հետ։ Միաժամանակ սպառողը տեղեկություն ունի արբանյակի և համակարգի ժամանակային մասշտաբի անհամապատասխանության մասին։ Արբանյակից փոխանցվող թվային տեղեկատվությունը հնարավորություն է տալիս համակարգային ժամանակում որոշել ազդանշանի որոշակի հատվածի (ժամանակի դրոշմակնի) թողարկման պահը: Այս հատվածի ստացման պահը որոշվում է ստացողի ժամանակային մասշտաբով։ Ստացողի (սպառողի) ժամանակային սանդղակը ձևավորվում է քվարցային հաճախականության ստանդարտների միջոցով, հետևաբար առկա է ստացողի ժամանակի սանդղակի մշտական ​​«հերթափոխում» համակարգի ժամանակային մասշտաբի համեմատ: Ազդանշանի բեկորի ընդունման պահի տարբերությունը, որը չափվում է ստացողի ժամանակային սանդղակով, և արբանյակի սանդղակով չափված նրա արբանյակի արտանետման պահի միջև, որը բազմապատկվում է լույսի արագությամբ, կոչվում է կեղծ շեղում: Ինչու՞ կեղծ նարնջագույն: Քանի որ այն իրական միջակայքից տարբերվում է լույսի արագության արտադրյալին և ստացողի ժամանակի սանդղակի «հերթափոխին»՝ համակարգի ժամանակային սանդղակի համեմատ: Նավիգացիոն խնդիր լուծելիս այս պարամետրը որոշվում է սպառողի (ստացողի) կոորդինատների հետ միասին:

Հարաբերական ինտեգրալները, որոնք ձևավորվել են հարաբերակցիչում, հնարավորություն են տալիս հետևել արբանյակային ազդանշանի մոդուլյացիային տեղեկատվական նշաններով և հաշվարկել մուտքային ազդանշանի ժամանակի դրոշմը: Ժամանակային դրոշմանիշները հետևում են GPS-ի համար 6 վրկ և GLONASS-ի համար 2 վրկ ընդմիջումներով և կազմում են մի տեսակ 6 (2) վայրկյան սանդղակ: Այս սանդղակի մեկ բաժանման շրջանակներում հեռաչափի կոդի ժամանակաշրջանները կազմում են 1-ms սանդղակ: Մեկ միլիվայրկյան, իր հերթին, բաժանվում է առանձին տարրեր(չիպեր, GPS տերմինաբանությամբ)՝ GPS-ի համար՝ 1023, GLONASS-ի համար՝ 511։ Այսպիսով, միջակայքի կոդի տարրերը թույլ են տալիս որոշել արբանյակի միջակայքը ~ 300 մ սխալով պետք է իմանալ միջակայքի կոդի գեներատորի փուլը: Կոռելատորի հղման տատանիչների կառուցման սխեմաները հնարավորություն են տալիս որոշել դրա փուլը մինչև 0,01 պարբերաշրջանի ճշգրտությամբ, որը 3 մ կեղծ միջակայքի որոշման ճշգրտություն է։

Ֆազային կողպման համակարգի կողմից առաջացած հղման ներդաշնակ տատանումների պարամետրերի չափումների հիման վրա որոշվում են արբանյակի կրիչի տատանման հաճախականությունը և փուլը: Դրա հեռանալը անվանական արժեքի նկատմամբ կտա Doppler հաճախականության տեղաշարժ, որն օգտագործվում է արբանյակի նկատմամբ սպառողի արագությունը գնահատելու համար: Բացի այդ, կրիչի փուլային չափումները հնարավորություն են տալիս մի քանի մմ սխալով հստակեցնել արբանյակի միջակայքը:

Սպառողի կոորդինատները որոշելու համար անհրաժեշտ է իմանալ արբանյակների կոորդինատները (առնվազն 4) և սպառողից յուրաքանչյուր տեսանելի արբանյակի հեռավորությունը: Որպեսզի սպառողը որոշի արբանյակների կոորդինատները, նրանց կողմից արձակված նավիգացիոն ազդանշանները մոդելավորվում են դրանց շարժման պարամետրերի մասին հաղորդագրություններով: Սպառողական սարքավորումներում այդ հաղորդագրությունները մեկուսացված են, և արբանյակների կոորդինատները որոշվում են ցանկալի պահին:

Արագության վեկտորի կոորդինատներն ու բաղադրիչները շատ արագ փոխվում են, ուստի արբանյակների շարժման պարամետրերի մասին հաղորդագրությունները պարունակում են տեղեկատվություն ոչ թե դրանց կոորդինատների և արագության վեկտորի բաղադրիչների մասին, այլ տեղեկություններ տիեզերանավի հետագիծը մոտավոր որոշ մոդելի պարամետրերի մասին: բավականին մեծ ժամանակային ընդմիջումով (մոտ 30 րոպե): Մոտավոր մոդելի պարամետրերը փոխվում են բավականին դանդաղ, և դրանք կարելի է համարել հաստատուն մոտարկման միջակայքում:

Մոտավոր մոդելի պարամետրերը ներառված են արբանյակային նավիգացիոն հաղորդագրություններում: GPS համակարգը օգտագործում է Keplerian շարժման մոդելը ոսկրային տարրերով: Այս դեպքում տիեզերանավի թռիչքի հետագիծը բաժանվում է մոտավոր հատվածների՝ մեկ ժամ տեւողությամբ։ Յուրաքանչյուր հատվածի կենտրոնում սահմանվում է ժամանակի հանգուցային կետ, որի արժեքը հաղորդվում է նավիգացիոն տեղեկատվության սպառողին: Բացի այդ, սպառողը տեղեկացվում է ոսկրացնող տարրերի մոդելի պարամետրերի մասին ժամանակի հանգուցային կետում, ինչպես նաև այն գործառույթների պարամետրերի մասին, որոնք մոտավոր փոփոխություններ են կրում ոսկրացնող տարրերի մոդելի պարամետրերում ժամանակի ընթացքում երկուսն էլ նախորդող: հանգույցային տարրը և դրան հետևելը:

Սպառողական սարքավորումներում ժամանակային ընդմիջում է հատկացվում այն ​​պահի միջև, երբ անհրաժեշտ է որոշել արբանյակի դիրքը և հանգուցային պահը: Այնուհետև, օգտագործելով նավիգացիոն հաղորդագրությունից արդյունահանված մոտավոր գործառույթները և դրանց պարամետրերը, ժամանակի ցանկալի կետում հաշվարկվում են ոսկրային տարրերի մոդելային պարամետրերի արժեքները: Վերջին փուլում, օգտագործելով Keplerian մոդելի սովորական բանաձևերը, որոշվում են արբանյակի արագության վեկտորի կոորդինատները և բաղադրիչները:

Glonass համակարգը օգտագործում է դիֆերենցիալ շարժման մոդելներ արբանյակի ճշգրիտ դիրքը որոշելու համար: Այս մոդելներում արբանյակի արագության վեկտորի կոորդինատներն ու բաղադրիչները որոշվում են տիեզերանավի շարժման դիֆերենցիալ հավասարումների թվային ինտեգրմամբ՝ հաշվի առնելով տիեզերանավի վրա ազդող ուժերի վերջավոր թիվը։ Ինտեգրման սկզբնական պայմանները սահմանվում են ժամանակի հանգուցային պահին, որը գտնվում է մոտավոր միջակայքի մեջտեղում։

Ինչպես նշվեց վերևում, սպառողի կոորդինատները որոշելու համար անհրաժեշտ է իմանալ արբանյակների կոորդինատները (առնվազն 4) և սպառողից մինչև յուրաքանչյուր տեսանելի արբանյակ հեռավորությունը, որը որոշվում է նավիգացիոն ընդունիչում մոտ ճշգրտությամբ: 1 մ Հարմարության համար եկեք դիտարկենք ամենապարզ «հարթ» գործը, որը ներկայացված է Նկ. 8.

Նկար 8. Սպառողների կոորդինատների որոշում

Յուրաքանչյուր արբանյակ (նկ. 8) կարող է ներկայացվել որպես կետային արձակող: Այս դեպքում էլեկտրամագնիսական ալիքի ճակատը գնդաձեւ կլինի։ Երկու ոլորտների հատման կետը կլինի այն, որտեղ գտնվում է սպառողը։

Արբանյակների ուղեծրերի բարձրությունը մոտ 20000 կմ է։ Հետևաբար, շրջանագծերի հատման երկրորդ կետը կարող է հեռացվել ապրիորի տեղեկատվության պատճառով, քանի որ այն գտնվում է տարածության մեջ:

Դիֆերենցիալ ռեժիմ

Արբանյակային նավիգացիոն համակարգերը սպառողին թույլ են տալիս ստանալ կոորդինատներ մոտ 10-15 մ ճշգրտությամբ, սակայն շատ առաջադրանքների համար, հատկապես քաղաքներում նավիգացիայի համար, ավելի մեծ ճշգրտություն է պահանջվում: Օբյեկտի գտնվելու վայրի որոշման ճշգրտության բարձրացման հիմնական մեթոդներից մեկը հիմնված է դիֆերենցիալ նավիգացիոն չափումների սկզբունքի կիրառման վրա, որը հայտնի է ռադիոնավարկության մեջ:

Դիֆերենցիալ DGPS (Դիֆերենցիալ GPS) ռեժիմը թույլ է տալիս սահմանել կոորդինատներ մինչև 3 մ ճշգրտությամբ դինամիկ նավիգացիոն իրավիճակում և մինչև 1 մ՝ ստացիոնար պայմաններում: Դիֆերենցիալ ռեժիմն իրականացվում է GPS կառավարման ընդունիչի միջոցով, որը կոչվում է հղման կայան: Այն գտնվում է հայտնի կոորդինատներով մի կետում՝ գլխավոր GPS ընդունիչի նույն տարածքում: Համեմատելով հայտնի կոորդինատները (ստացված ճշգրիտ գեոդեզիական հետազոտության արդյունքում) չափվածների հետ՝ տեղեկատու կայանը հաշվարկում է ուղղումները, որոնք սպառողներին փոխանցվում են ռադիոալիքի միջոցով՝ կանխորոշված ​​ձևաչափով:

Սպառողական սարքավորումը դիֆերենցիալ ուղղումներ է ստանում տեղեկատու կայանից և հաշվի է առնում դրանք սպառողի գտնվելու վայրը որոշելիս:

Դիֆերենցիալ մեթոդի միջոցով ստացված արդյունքները մեծապես կախված են օբյեկտի և հղման կայանի միջև եղած հեռավորությունից: Այս մեթոդի օգտագործումը առավել արդյունավետ է, երբ գերակշռում են արտաքին (ընդունիչի հետ կապված) պատճառներով առաջացած համակարգված սխալները: Ըստ փորձարարական տվյալների՝ խորհուրդ է տրվում տեղակայել հենակետային կայանը օբյեկտից ոչ ավելի, քան 500 կմ հեռավորության վրա:

Ներկայումս կան բազմաթիվ լայնատարած, տարածաշրջանային և տեղական դիֆերենցիալ համակարգեր:

Որպես լայնածավալ համակարգեր, հարկ է նշել այնպիսի համակարգեր, ինչպիսիք են ամերիկյան WAAS-ը, եվրոպական EGNOS-ը և ճապոնական MSAS-ը: Այս համակարգերը օգտագործում են գեոստացիոնար արբանյակներ՝ ուղղումները փոխանցելու իրենց ծածկույթի տարածքում գտնվող բոլոր սպառողներին:

Տարածաշրջանային համակարգերը նախագծված են երկրագնդի մակերևույթի առանձին հատվածների համար նավիգացիոն աջակցություն ապահովելու համար: Սովորաբար, տարածաշրջանային համակարգերն օգտագործվում են խոշոր քաղաքներում, տրանսպորտային ուղիներում և նավարկելի գետերում, նավահանգիստներում և ծովերի և օվկիանոսների ափերի երկայնքով: Աշխատանքային տարածքի տրամագիծը տարածաշրջանային համակարգսովորաբար տատանվում է 500-ից 2000 կմ: Այն կարող է ներառել մեկ կամ մի քանի տեղեկատու կայան:

Տեղական համակարգերունեն առավելագույն հեռահարություն 50-ից 220 կմ: Դրանք սովորաբար ներառում են մեկ բազային կայան: Տեղական համակարգերը սովորաբար բաժանվում են ըստ դրանց կիրառման եղանակի՝ ծովային, ավիացիոն և գեոդեզիական տեղային դիֆերենցիալ կայաններ։

Արբանյակային նավիգացիայի զարգացում

Ինչպես GPS, այնպես էլ Glonass արբանյակային համակարգերի արդիականացման ընդհանուր ուղղությունը կապված է նավիգացիոն սահմանումների ճշգրտության բարձրացման, օգտագործողներին մատուցվող ծառայության բարելավման, օդանավի արբանյակային սարքավորումների ծառայության ժամկետի և հուսալիության բարձրացման, այլ ռադիոհամակարգերի հետ համատեղելիության բարելավման հետ: դիֆերենցիալ ենթահամակարգերի զարգացում։ GPS և Glonass համակարգերի զարգացման ընդհանուր ուղղությունը համընկնում է, սակայն դինամիկան և ձեռք բերված արդյունքները շատ տարբեր են։

GLONASS համակարգի կատարելագործումը նախատեսվում է իրականացնել նոր սերնդի GLONASS-M արբանյակների հիման վրա։ Այս արբանյակը կունենա ավելի մեծ սպասարկման ռեսուրս և կարձակի նավիգացիոն ազդանշան L2 գոտում քաղաքացիական կիրառությունների համար:

Նման որոշում է կայացվել նաև ԱՄՆ-ում, որտեղ 1999թ. հունվարի 5-ին հայտարարվել է, որ 400 մլն դոլար է հատկացվելու GPS համակարգի արդիականացմանը՝ կապված L2 հաճախականությամբ (1222,7 ՄՀց) C/A կոդի փոխանցման հետ և երրորդ L3 կրիչի (1176. 45 ՄՀց) ներդրումը տիեզերանավի վրա, որը կգործարկվի 2005 թվականից։ L2 հաճախականության ազդանշանը նախատեսված է օգտագործելու համար քաղաքացիական կարիքներըանմիջականորեն կապված չէ մարդու կյանքին սպառնացող վտանգի հետ: Առաջարկվում է այս որոշման կիրարկումն սկսել 2003թ. Քաղաքացիական ավիացիայի կարիքների համար որոշվեց օգտագործել L3 հաճախականության երրորդ քաղաքացիական ազդանշանը։

գրականություն

1. Ռադիո ինժեներական համակարգեր. Էդ. Կազարինովա Յու.Մ. Մ.: Բարձրագույն դպրոց, 1990 թ.
2. Սոլովև Յու.Ա. Արբանյակային նավիգացիոն համակարգեր. Մ.: Էկո միտումներ, 2000 թ.
3. Գլոբալ արբանյակային ռադիո նավիգացիոն համակարգ GLONASS / Ed. Վ.Ն. Խարիսովա, Ա.Ի. Պերովա, Վ.Ա. Բոլդին. Մ.՝ ԻՊՐԺՀ, 1998։
4. Լիփկին Ի.Ա. Արբանյակային նավիգացիոն համակարգեր. Մ.: Համալսարանական գիրք, 2001:
5. Գլոբալ նավիգացիոն արբանյակային համակարգ GLONASS: Ինտերֆեյսի վերահսկման փաստաթուղթ: M.: KNITS VKS, 1995 թ.
6. Ինտերֆեյսի կառավարման փաստաթուղթ. NAVSTAR GPS Space Segment / Navigation User Interfaces (ICD-GPS-200): Rockwell Int. Corp. 1987 թ.

Արբանյակային նավիգացիան օգտագործվում է վարորդների, հեծանվորդների, զբոսաշրջիկների կողմից. նույնիսկ առավոտյան վազորդները հետևում են իրենց սեփական երթուղին արբանյակների միջոցով: Անցորդներին հարցնելու փոխարեն, թե ինչպես գտնել ճիշտ տունը, շատերը նախընտրում են հանել սմարթֆոնը և այս հարցը տալ GLONASS-ին կամ GPS-ին։ Չնայած այն հանգամանքին, որ արբանյակային նավիգացիոն մոդուլները տեղադրված են յուրաքանչյուր սմարթֆոնում և սպորտային ժամացույցների մեծ մասում, տասներորդից միայն մեկն է հասկանում, թե ինչպես է աշխատում այս համակարգը և ինչպես գտնել ճիշտը GPS/GLONASS գործառույթներով սարքերի ծովում:

Ինչպե՞ս է աշխատում արբանյակային նավիգացիոն համակարգը:

GPS հապավումը նշանակում է Global Positioning System. «գլոբալ դիրքորոշման համակարգ», եթե բառացի թարգմանվում է: Ցածր Երկրի ուղեծրում արբանյակների օգտագործման գաղափարը ցամաքային օբյեկտների կոորդինատները որոշելու համար ի հայտ եկավ 1950-ական թվականներին, անմիջապես այն բանից հետո, երբ Խորհրդային Միությունը գործարկեց առաջին արհեստական ​​արբանյակը: Ամերիկացի գիտնականները հետևել են արբանյակի ազդանշանին և պարզել, որ դրա հաճախականությունը փոխվում է, երբ արբանյակը մոտենում է կամ հեռանում։ Հետևաբար, իմանալով ձեր ճշգրիտ կոորդինատները Երկրի վրա, կարող եք հաշվարկել արբանյակի ճշգրիտ գտնվելու վայրը: Այս դիտարկումը խթան է տվել գլոբալ կոորդինատների հաշվարկման համակարգի զարգացմանը։

Սկզբում նավատորմը հետաքրքրվեց հայտնագործությամբ. ծովային լաբորատորիան սկսեց զարգացումը, բայց ժամանակի ընթացքում որոշվեց ստեղծել միասնական համակարգբոլոր զինված ուժերի համար։ Առաջին GPS արբանյակը ուղեծիր է արձակվել 1978 թվականին։ Ներկայումս մոտ երեսուն արբանյակներ ազդանշաններ են փոխանցում։ Երբ նավիգացիոն համակարգը սկսեց աշխատել, ԱՄՆ ռազմական գերատեսչությունները նվեր արեցին մոլորակի բոլոր բնակիչներին՝ բացեցին արբանյակների անվճար մուտքը, որպեսզի բոլորը կարողանան անվճար օգտվել Գլոբալ դիրքորոշման համակարգից, քանի դեռ ունեն ընդունիչ։

Հետևելով ամերիկացիներին, Ռոսկոսմոսը ստեղծեց իր սեփական համակարգը. առաջին GLONASS արբանյակը ուղեծիր դուրս եկավ 1982 թվականին: GLONASS-ը գլոբալ նավիգացիոն արբանյակային համակարգ է, որն աշխատում է նույն սկզբունքով, ինչ ամերիկյանը։ Ներկայումս ուղեծրում կան 24 ռուսական արբանյակներ, որոնք ապահովում են համակարգումը։

Համակարգերից մեկը կամ ավելի լավ՝ միաժամանակ երկուս օգտագործելու համար ձեզ հարկավոր է ընդունիչ, որը ազդանշաններ կընդունի արբանյակներից, ինչպես նաև համակարգիչ՝ այդ ազդանշանները վերծանելու համար. օբյեկտի գտնվելու վայրը հաշվարկվում է միջև ընդմիջումների հիման վրա։ ստացված ազդանշաններ. Հաշվարկի ճշգրտությունը գումարած կամ մինուս 5 մ է:

Որքան շատ արբանյակներ «տեսնի» սարքը, այնքան ավելի շատ տեղեկատվություն այն կարող է տրամադրել: Կոորդինատները որոշելու համար նավիգատորին անհրաժեշտ է միայն երկու արբանյակ տեսնել, բայց եթե գտնի առնվազն չորս արբանյակների ուղղությունը, սարքը կկարողանա հաղորդել, օրինակ, օբյեկտի շարժման արագությունը։ Հետևաբար, ժամանակակից նավիգացիոն սարքերը ավելի ու ավելի շատ պարամետրեր են կարդում.

• Օբյեկտի աշխարհագրական կոորդինատները.
• Նրա շարժման արագությունը.
• Բարձրությունը ծովի մակարդակից:

Ի՞նչ սխալներ կարող են առաջանալ GPS/GLONASS-ի աշխատանքի ժամանակ:

Արբանյակային նավիգացիան լավ է, քանի որ այն հասանելի է շուրջօրյա՝ մոլորակի ցանկացած կետից: Որտեղ էլ լինեք, եթե ունեք ընդունիչ, կարող եք որոշել կոորդինատները և կառուցել երթուղի: Այնուամենայնիվ, գործնականում արբանյակային ազդանշանը կարող է խցանվել ֆիզիկական խոչընդոտների կամ եղանակային աղետների պատճառով. եթե դուք անցնում եք ստորգետնյա թունելով, և վերևում նույնպես փոթորիկ է մոլեգնում, ազդանշանը կարող է «չհասնել» ստացողին:

Այս խնդիրը լուծվել է A-GPS տեխնոլոգիայի միջոցով. այն ենթադրում է, որ ստացողը սերվերին մուտք է գործում այլընտրանքային կապի ուղիներով: Դա իր հերթին օգտագործում է արբանյակներից ստացված տվյալները։ Դրա շնորհիվ դուք կարող եք օգտագործել նավիգացիոն համակարգը սենյակներում, թունելներում և վատ եղանակին: A-GPS տեխնոլոգիան նախատեսված է սմարթֆոնների և այլ անձնական սարքերի համար, ուստի նավիգատոր կամ սմարթֆոն ընտրելիս ստուգեք՝ արդյոք այն աջակցում է այս ստանդարտին: Այս կերպ դուք կարող եք վստահ լինել, որ սարքը չի խափանվի վճռորոշ պահին։

Սմարթֆոնների սեփականատերերը երբեմն դժգոհում են, որ նավիգատորը ճշգրիտ չի աշխատում կամ պարբերաբար «անջատվում է» և չի որոշում կոորդինատները։ Որպես կանոն, դա պայմանավորված է նրանով, որ սմարթֆոնների մեծ մասում GPS/GLONASS ֆունկցիան լռելյայն անջատված է։ Սարքը օգտագործում է բջջային աշտարակներ կամ անլար ինտերնետ. Խնդիրը կարելի է լուծել սմարթֆոնը կարգավորելու և կոորդինատների որոշման ցանկալի մեթոդի ակտիվացման միջոցով։ Հնարավոր է, որ ձեզ անհրաժեշտ լինի նաև չափաբերել կողմնացույցը կամ վերակայել ձեր նավիգատորը:

Նավիգատորների տեսակները

• Ավտոմոբիլային. ԳԼՈՆԱՍՍ արբանյակների կամ դրանց ամերիկյան անալոգների վրա հիմնված նավիգացիոն համակարգը կարող է լինել մեքենայի բորտ-համակարգչի մաս, բայց ավելի հաճախ նրանք գնում են առանձին սարքեր: Նրանք ոչ միայն որոշում են մեքենայի կոորդինատները և թույլ են տալիս հեշտությամբ հասնել A կետից B կետ, այլև պաշտպանել գողությունից: Նույնիսկ եթե հանցագործները մեքենա են գողանում, այն կարելի է հետևել՝ օգտագործելով փարոս: Մեքենաների համար հատուկ սարքերի մեկ այլ առավելությունն այն է, որ դրանք նախատեսում են ալեհավաքի տեղադրում. ալեհավաքի շնորհիվ կարող եք ուժեղացնել GLONASS ազդանշանը:
• Զբոսաշրջիկ. Եթե ​​դուք կարող եք քարտեզների հատուկ հավաքածու տեղադրել մեքենայի նավիգատորում, ապա ավելի խիստ պահանջներ են դրվում ճամփորդական սարքերի վրա. ժամանակակից մոդելները թույլ են տալիս օգտագործել քարտեզների ընդլայնված հավաքածու: Այնուամենայնիվ, ամենապարզ զբոսաշրջային սարքը միայն ազդանշանի ընդունիչն է պարզ համակարգչով: Այն կարող է նույնիսկ չնշել քարտեզի վրա կոորդինատները, որի դեպքում անհրաժեշտ կլինի թղթային քարտեզ՝ նավիգացիոն ցանցով: Սակայն այժմ նման սարքերը գնում են միայն տնտեսության նկատառումներով։
• Սմարթֆոններ, պլանշետներ GPS/GLONASS ընդունիչով։ Սմարթֆոնները նաև թույլ են տալիս ներբեռնել քարտեզների ընդլայնված փաթեթ: Դրանք կարող են օգտագործվել որպես մեքենաների և տուրիստական ​​նավիգատորներ, գլխավորը հավելվածը տեղադրելն է և անհրաժեշտ քարտեզները ներբեռնելը։ Օգտակարներից շատերը նավիգացիոն ծրագրեր– անվճար, բայց ոմանց համար պետք է վճարել չնչին գումար:

Նավիգացիոն ծրագրեր սմարթֆոնների համար

Առավելագույններից մեկը պարզ ծրագրեր, նախատեսված է նրանց համար, ովքեր չեն ցանկանում խորանալ ֆունկցիոնալության մեջ՝ MapsWithMe: Այն թույլ է տալիս ցանցից ներբեռնել ցանկալի տարածաշրջանի քարտեզը, այնուհետև օգտագործել այն նույնիսկ եթե ինտերնետ կապ չկա: Ծրագիրը ցույց կտա քարտեզի վրա գտնվելու վայրը, կգտնի այս քարտեզի վրա նշված օբյեկտները. կարող եք դրանք պահել որպես էջանիշ և օգտագործել դրանք ավելի ուշ: արագ որոնում. Այստեղ ավարտվում է ֆունկցիոնալությունը: Ծրագիրը օգտագործում է միայն վեկտորային քարտեզներ. այլ ձևաչափեր չեն կարող բեռնվել:

Android սարքերի սեփականատերերը կարող են օգտվել OsmAnd ծրագրից: Այն հարմար է վարորդների և հետիոտների համար, քանի որ թույլ է տալիս ավտոմատ կերպով գծել երթուղի ճանապարհների կամ լեռնային արահետների երկայնքով: GLONASS նավիգատորը կուղեկցի ձեզ երթուղու երկայնքով ձայնային հրամաններ. Բացի վեկտորային քարտեզներից, դուք կարող եք օգտագործել ռաստերային քարտեզներ, ինչպես նաև նշել ճանապարհային կետերը և գրանցել հետքերը:

OsmAnd-ի ամենամոտ այլընտրանքը Locus Map հավելվածն է: Հարմար է հետիոտն զբոսաշրջիկների համար, քանի որ դասական է հիշեցնում նավիգացիոն սարքզբոսաշրջիկների համար, որոնք օգտագործվում էին մինչև սմարթֆոնների հայտնվելը։ Օգտագործում է ինչպես վեկտորային, այնպես էլ ռաստերային քարտեզներ:

Ճամփորդական սարքեր

Սմարթֆոններն ու պլանշետները կարող են փոխարինել հատուկ GPS/GLONASS սարքին զբոսաշրջության համար, սակայն այս լուծումն ունի իր թերությունները: Մի կողմից, եթե դուք ունեք սմարթֆոն, ապա ձեզ հարկավոր չէ լրացուցիչ սարքեր գնել: Քարտեզի հետ հեշտ է աշխատել մեծ, պայծառ էկրանի վրա, իսկ հավելվածների ընտրությունը լայն է՝ մենք նշել ենք ընդամենը մի քանի ծրագրեր, անհնար է ծածկել բոլոր առաջարկները: Բայց սմարթֆոնն ունի նաև թերություններ.

• Արագ լիցքաթափվում է: Միջին հաշվով սարքն աշխատում է մեկ օր, իսկ կոորդինատների մշտական ​​որոնման ռեժիմում՝ նույնիսկ ավելի քիչ։
• Պահանջում է զգույշ վերաբերմունք: Իհարկե, կան անվտանգ սմարթֆոններ, բայց բացի այն, որ դրանք թանկ են, նման սմարթֆոնի հուսալիությունը դեռևս չի կարող համեմատվել հատուկ տուրիստական ​​GLONASS սարքի հետ։ Այն կարող է լիովին անջրանցիկ լինել։

Վայրի բնության մեջ բազմօրյա արշավների համար մշակվել են մասնագիտացված սարքեր՝ անջրանցիկ պատյաններով և հետ հզոր մարտկոցներ. Այնուամենայնիվ, նման սարք ընտրելիս կարևոր է ապահովել, որ այն աջակցում է ինչպես վեկտորային, այնպես էլ ռաստերային քարտեզներին: Ռաստերային քարտեզը կոորդինատների հետ կապված պատկեր է: Դուք կարող եք վերցնել թղթային քարտեզ, սկանավորել այն, կապել այն GLONASS-ի կոորդինատների հետ, և դուք ստանում եք ռաստերային քարտեզ: Վեկտորային քարտեզները նկար չեն, այլ օբյեկտների մի շարք, որոնք ծրագիրը տեղադրում է պատկերի վրա: Համակարգը թույլ է տալիս որոնում իրականացնել ըստ օբյեկտների, սակայն ինքներդ նման դիագրամ ստեղծելը դժվար է:

Արբանյակային դիրքորոշման և նավիգացիոն համակարգեր, որոնք ի սկզբանե մշակվել են ռազմական կարիքների համար, վերջերսլայնորեն կիրառվում են քաղաքացիական ոլորտում։ Տրանսպորտի GPS/GLONASS մոնիտորինգը, խնամքի կարիք ունեցող մարդկանց մոնիտորինգը, աշխատակիցների տեղաշարժի մոնիտորինգը, կենդանիներին հետևելը, ուղեբեռին հետևելը, գեոդեզիան և քարտեզագրությունը արբանյակային տեխնոլոգիաների օգտագործման հիմնական ոլորտներն են:

Ներկայումս ԱՄՆ-ում և Ռուսաստանի Դաշնությունում ստեղծված են երկու գլոբալ արբանյակային տեղորոշման համակարգ և երկու տարածաշրջանային՝ ընդգրկելով Չինաստանը, Եվրամիության երկրները և Եվրոպայի և Ասիայի մի շարք այլ երկրներ: GLONASS մոնիտորինգը և GPS մոնիտորինգը հասանելի են Ռուսաստանում:

GPS և GLONASS համակարգեր

GPS-ը (Global Position System) արբանյակային համակարգ է, որի զարգացումը սկսվել է Ամերիկայում 1977 թվականին։ Մինչև 1993 թվականը ծրագիրը գործարկվեց, իսկ 1995 թվականի հուլիսին համակարգը լիովին պատրաստ էր: Ներկայումս GPS տիեզերական ցանցը բաղկացած է 32 արբանյակներից՝ 24 հիմնական, 6 պահեստային։ Նրանք պտտվում են Երկրի շուրջ միջին բարձր ուղեծրով (20180 կմ) վեց հարթություններում, յուրաքանչյուրում չորս հիմնական արբանյակներով։

Հիմնականը գտնվում է գետնին կառավարման կայանև տասը հետագծման կայաններ, որոնցից երեքը ուղղիչ տվյալներ են փոխանցում վերջին սերնդի արբանյակներին, որոնք դրանք բաշխում են ամբողջ ցանցում:

ԳԼՈՆԱՍՍ (Գլոբալ նավիգացիոն արբանյակային համակարգ) համակարգի զարգացումը սկսվել է ԽՍՀՄ-ում 1982 թվականին։ Աշխատանքների ավարտի մասին հայտարարվել էր 2015 թվականի դեկտեմբերին։ GLONASS-ը պահանջում է 24 արբանյակ աշխատելու համար, 18-ը բավարար են տարածքը և Ռուսաստանի Դաշնությունը ծածկելու համար, իսկ ներկայումս ուղեծրում գտնվող արբանյակների ընդհանուր թիվը (ներառյալ պահեստայինները) 27 է: Նրանք նաև շարժվում են միջինից բարձր ուղեծրով, բայց ավելի ցածր բարձրության վրա: (19140 կմ), երեք հարթություններում, յուրաքանչյուրում ութ հիմնական արբանյակով։

GLONASS ցամաքային կայանները տեղակայված են Ռուսաստանում (14), Անտարկտիդայում և Բրազիլիայում (մեկական), և նախատեսվում է մի շարք լրացուցիչ կայանների տեղակայում։

GPS-ի նախորդը եղել է Transit համակարգը, որը մշակվել է 1964 թվականին՝ սուզանավերից հրթիռների արձակումը վերահսկելու համար։ Այն կարող էր գտնել բացառապես անշարժ օբյեկտներ 50 մ ճշգրտությամբ, իսկ միակ արբանյակը տեսադաշտում էր օրական ընդամենը մեկ ժամ։ GPS ծրագիրը նախկինում կոչվում էր DNSS և NAVSTAR: ԽՍՀՄ-ում նավիգացիոն արբանյակային համակարգի ստեղծումը սկսվել է 1967 թվականին Cyclone ծրագրի շրջանակներում։

GLONASS-ի և GPS մոնիտորինգի համակարգերի հիմնական տարբերությունները.

• Ամերիկյան արբանյակները շարժվում են Երկրի հետ համաժամանակյա, իսկ ռուսական արբանյակները՝ ասինխրոն;
• տարբեր բարձրություններ և ուղեծրերի քանակ;
• դրանց թեքության տարբեր անկյունները (GLONASS-ի համար մոտ 55°, GLONASS-ի համար՝ 64,8°);
• տարբեր ազդանշանային ձևաչափեր և գործառնական հաճախականություններ:

GPS-ի առավելությունները

• GPS-ը ամենահին տեղորոշման համակարգն է, որը լիովին գործարկվել է մինչ ռուսականը։
• Հուսալիությունը գալիս է ավելի մեծ թվով ավելորդ արբանյակների օգտագործումից:
• Դիրքորոշումը տեղի է ունենում GLONASS-ից ավելի փոքր սխալով (միջինում 4 մ, իսկ վերջին սերնդի արբանյակների համար՝ 60–90 սմ):
• Շատ սարքեր աջակցում են համակարգին:

GLONASS համակարգի առավելությունները

• Ասինխրոն արբանյակների դիրքը ուղեծրում ավելի կայուն է, ինչը հեշտացնում է դրանց կառավարումը։ Կանոնավոր ճշգրտումներ չեն պահանջվում: Այս առավելությունը կարևոր է ոչ թե սպառողների, այլ մասնագետների համար։
• Համակարգը ստեղծվել է Ռուսաստանում, հետևաբար այն ապահովում է ազդանշանի հուսալի ընդունում և դիրքավորման ճշգրտություն հյուսիսային լայնություններում։ Սա ձեռք է բերվում արբանյակների ուղեծրերի թեքության ավելի մեծ անկյան շնորհիվ:
• GLONASS-ը կենցաղային համակարգ է և հասանելի կմնա ռուսների համար, եթե GPS-ն անջատվի:

GPS համակարգի թերությունները

• Արբանյակները պտտվում են համաժամանակյա Երկրի պտույտի հետ, ուստի ճշգրիտ դիրքավորումը պահանջում է ուղղիչ կայանների շահագործում:
• Ցածր թեքության անկյունը լավ ազդանշան և ճշգրիտ դիրքավորում չի ապահովում բևեռային շրջաններում և բարձր լայնություններում:
• Համակարգը վերահսկելու իրավունքը պատկանում է զինվորականներին, և նրանք կարող են խեղաթյուրել ազդանշանը կամ ամբողջությամբ անջատել GPS-ը խաղաղ բնակիչների կամ այլ երկրների համար՝ նրանց հետ կոնֆլիկտի դեպքում։ Հետևաբար, թեև տրանսպորտի GPS-ն ավելի ճշգրիտ և հարմար է, GLONASS-ն ավելի հուսալի է:

GLONASS համակարգի թերությունները

• Համակարգի զարգացումը սկսվեց ավելի ուշ և մինչև վերջերս իրականացվեց ամերիկացիներից զգալի ետ մնալով (ճգնաժամ, ֆինանսական չարաշահումներ, գողություն)։
• Արբանյակների թերի հավաքածու. Ռուսական արբանյակների ծառայության ժամկետն ավելի կարճ է, քան ամերիկյան արբանյակներինը, դրանք ավելի հաճախ վերանորոգման կարիք ունեն, ուստի մի շարք ոլորտներում նավիգացիայի ճշգրտությունը նվազում է։
• GLONASS արբանյակային տրանսպորտային միջոցների մոնիտորինգը ավելի թանկ է, քան GPS-ը, քանի որ սարքերի բարձր արժեքը հարմարեցված է ներքին տեղորոշման համակարգի հետ աշխատելու համար:
• Թերություն ծրագրային ապահովումսմարթֆոնների, PDA-ների համար: GLONASS մոդուլները նախատեսված են նավիգատորների համար: Այսօր կոմպակտ շարժական սարքերի համար առավել տարածված և մատչելի տարբերակն աջակցությունն է միայն GPS-GLONASS-ին կամ GPS-ին:

Ռեզյումե

GPS և GLONASS համակարգերը փոխլրացնող են: Օպտիմալ լուծում- Սա արբանյակային GPS-GLONASSմոնիտորինգ. Երկու համակարգ ունեցող սարքերը, օրինակ՝ GPS մարկերները M-Plata GLONASS մոդուլով, ապահովում են դիրքավորման բարձր ճշգրտություն և հուսալի աշխատանք: Եթե ​​բացառապես GLONASS-ի միջոցով տեղակայման համար սխալը միջինը կազմում է 6 մ, իսկ GPS-ի համար՝ 4 մ, ապա միաժամանակ երկու համակարգերի օգտագործման դեպքում այն ​​նվազում է մինչև 1,5 մ, սակայն երկու միկրոչիպերով նման սարքերը ավելի թանկ են:

GLONASS-ը մշակվել է հատուկ ռուսական լայնությունների համար և պոտենցիալ ի վիճակի է ապահովելու բարձր ճշգրտություն արբանյակների հետ իր թերբեռնվածության պատճառով, իսկական առավելությունը դեռևս GPS-ի կողմն է: Ամերիկյան համակարգի առավելություններն են GPS-ով աշխատող սարքերի առկայությունը և լայն ընտրությունը։

Երկար ժամանակ ԱՄՆ-ում ստեղծված GPS աշխարհագրական դիրքավորման համակարգը միակն էր, որը հասանելի էր սովորական օգտատերերի համար։ Բայց նույնիսկ հաշվի առնելով այն փաստը, որ քաղաքացիական սարքերի ճշգրտությունը սկզբում ավելի ցածր էր ռազմական անալոգների համեմատ, դա բացարձակապես բավարար էր նավիգացիայի և տրանսպորտային միջոցների կոորդինատներին հետևելու համար:

Սակայն դեռ Խորհրդային Միությունում այն ​​մշակվել էր սեփական համակարգկոորդինատների որոշում, որն այսօր հայտնի է որպես GLONASS: Չնայած գործողության նմանատիպ սկզբունքին (օգտագործվում է արբանյակների ազդանշանների միջև ժամանակային ընդմիջումների հաշվարկը), GLONASS-ը լուրջ գործնական տարբերություններ ունի GPS-ից՝ պայմանավորված ինչպես զարգացման պայմաններով, այնպես էլ գործնական կիրառմամբ:

• GLONASS-ը ավելի ճշգրիտ է հյուսիսային շրջաններում. Սա բացատրվում է նրանով, որ ԽՍՀՄ-ի և հետագայում Ռուսաստանի նշանակալի ռազմական խմբավորումները տեղակայված էին հենց երկրի հյուսիսում: Հետևաբար, GLONASS-ի մեխանիկան հաշվարկվել է՝ հաշվի առնելով նման պայմաններում ճշգրտությունը։
• GLONASS համակարգի անխափան աշխատանքի համարուղղիչ կայաններ չեն պահանջվում. Ապահովելու համար GPS ճշգրտություն, որոնց արբանյակները Երկրի համեմատ անշարժ են, անխուսափելի շեղումները վերահսկելու համար անհրաժեշտ է գեոստացիոնար կայանների շղթա։ Իր հերթին, GLONASS արբանյակները շարժական են Երկրի համեմատ, ուստի կոորդինատների շտկման խնդիրն ի սկզբանե բացակայում է:

Քաղաքացիական օգտագործման համար այս տարբերությունը նկատելի է։ Օրինակ, Շվեդիայում 10 տարի առաջ ակտիվորեն օգտագործվում էր GLONASS-ը, չնայած մեծ թվովնախապես գոյություն ունեցող GPS սարքավորումներ. Այս երկրի տարածքի զգալի մասը գտնվում է Ռուսաստանի հյուսիսի լայնություններում, և նման պայմաններում GLONASS-ի առավելություններն ակնհայտ են. որքան ցածր է արբանյակի թեքությունը դեպի հորիզոն, այնքան ավելի ճշգրիտ կարող են հաշվարկվել շարժման կոորդինատները և արագությունը: հավասար ճշգրտությամբ՝ գնահատելով դրանց ազդանշանների միջև եղած ժամանակային ընդմիջումները (նավիգատորի սարքավորումների կողմից սահմանված):

Այսպիսով, որն է ավելի լավը:

Այս հարցի ճիշտ պատասխանը ստանալու համար բավական է գնահատել ժամանակակից հեռահաղորդակցական համակարգերի շուկան։ GPS և GLONASS արբանյակներին միաժամանակ միացում օգտագործելով նավիգացիոն կամ անվտանգության համակարգում, կարելի է հասնել երեք հիմնական առավելությունների.

• Բարձր ճշգրտություն. Համակարգը, վերլուծելով ընթացիկ տվյալները, կարող է ընտրել առկաներից ամենաճիշտը: Օրինակ, Մոսկվայի լայնության վրա GPS-ն այժմ ապահովում է առավելագույն ճշգրտություն, մինչդեռ Մուրմանսկում այս պարամետրով առաջատարը կդառնա GLONASS-ը:
• Առավելագույն հուսալիություն. Երկու համակարգերն էլ աշխատում են տարբեր ալիքներՀետևաբար, երբ բախվում է GPS տիրույթում կողմնակի անձանց կողմից կանխամտածված խցանման կամ միջամտության (ինչպես ավելի տարածվածում), համակարգը կպահպանի GLONASS ցանցի միջոցով աշխարհագրական դիրքորոշման հնարավորությունը:
• Անկախություն. Քանի որ և՛ GPS-ը, և՛ GLONASS-ը ի սկզբանե ռազմական համակարգեր են, օգտատերը կարող է զրկվել ցանցերից որևէ մեկի մուտքից: Դա անելու համար մշակողը պետք է միայն ծրագրային սահմանափակումներ մտցնի կապի արձանագրության իրականացման մեջ: Ռուս սպառողի համար GLONASS-ը որոշ չափով դառնում է. պահեստային եղանակովաշխատել GPS-ի անհասանելիության դեպքում։

Այդ իսկ պատճառով մեր կողմից առաջարկվող Caesar Satellite համակարգերը, բոլոր փոփոխություններով, օգտագործում են երկակի աշխարհագրական դիրքավորում, որը լրացվում է կոորդինատների հետևմամբ. բազային կայաններ բջջային կապ.

Ինչպես է աշխատում իսկապես հուսալի աշխարհագրական դիրքը

Հաշվի առեք աշխատանքը հուսալի համակարգ GPS/GLONASS-ի հետևում` օգտագործելով Cesar Tracker A-ի օրինակը:

Համակարգը գտնվում է քնի ռեժիմում՝ տվյալներ չի փոխանցում բջջային ցանցին և անջատում GPS և GLONASS ընդունիչները։ Սա անհրաժեշտ է ներկառուցված մարտկոցի առավելագույն հնարավոր ռեսուրսը խնայելու համար, համապատասխանաբար, ապահովելու ձեր մեքենան պաշտպանող համակարգի ամենամեծ ինքնավարությունը: Շատ դեպքերում մարտկոցը ծառայում է 2 տարի: Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է գտնել ձեր մեքենան, օրինակ, եթե այն գողացել են, դուք պետք է դիմեք Caesar Satellite անվտանգության կենտրոնին: Մեր աշխատակիցները համակարգը միացնում են ակտիվ վիճակի և ստանում տվյալներ մեքենայի գտնվելու վայրի մասին:

Ակտիվ ռեժիմին անցնելու ընթացքում միաժամանակ տեղի են ունենում երեք անկախ գործընթացներ.

• GPS ընդունիչը գործարկվում է՝ վերլուծելով կոորդինատները՝ օգտագործելով իր աշխարհագրական դիրքորոշման ծրագիրը: Եթե ​​տվյալ ժամանակահատվածում հայտնաբերվում են երեքից պակաս արբանյակներ, համակարգը համարվում է անհասանելի: Կոորդինատները որոշվում են նույն կերպ՝ օգտագործելով GLONASS ալիքը:
• Թրեքերը համեմատում է երկու համակարգերի տվյալները: Եթե ​​յուրաքանչյուրում հայտնաբերվել են բավարար քանակությամբ արբանյակներ, ապա հետախույզն ընտրում է այն տվյալները, որոնք նա համարում է ավելի հուսալի և ճշգրիտ: Սա հատկապես վերաբերում է ակտիվ էլեկտրոնային հակաքայլերի դեպքում՝ խցանման կամ GPS ազդանշանի փոխարինման:
• GSM մոդուլը մշակում է աշխարհագրական տվյալներ LBS-ի (բջջային բազային կայանների) միջոցով: Այս մեթոդը համարվում է ամենաքիչ ճշգրիտը և օգտագործվում է միայն այն դեպքում, եթե և՛ GPS-ը, և՛ GLONASS-ը հասանելի չեն:

Այսպիսով, ժամանակակից հետևող համակարգն ունի եռակի հուսալիություն՝ առանձին օգտագործելով երեք աշխարհագրական համակարգեր: Բայց, բնականաբար, դա GPS/GLONASS աջակցությունն է որոնիչի նախագծման մեջ, որն ապահովում է առավելագույն ճշգրտություն:

Կիրառում մոնիտորինգի համակարգերում

Ի տարբերություն փարոսների, առևտրային մեքենաներում օգտագործվող մոնիտորինգի համակարգերը մշտապես վերահսկում են մեքենայի գտնվելու վայրը և դրա ընթացիկ արագությունը: Այս հավելվածով երկակի GPS/GLONASS աշխարհագրական դիրքավորման առավելություններն էլ ավելի են բացահայտվում: Համակարգերի կրկնօրինակումը թույլ է տալիս.

• GPS-ից կամ GLONASS-ից ազդանշանի ընդունման հետ կապված կարճաժամկետ խնդիրների դեպքում մոնիտորինգի աջակցություն.
• պահպանել բարձր ճշգրտություն՝ անկախ թռիչքի ուղղությունից: Օգտագործելով CS Logistic GLONASS PRO-ի նման համակարգը՝ դուք կարող եք վստահորեն թռիչքներ իրականացնել Չուկոտկայից Դոնի Ռոստով՝ պահպանելով տրանսպորտի ամբողջական վերահսկողությունը ողջ երթուղու ընթացքում.
• պաշտպանել առևտրային մեքենաները բացումից և գողությունից. Caesar Satellite սերվերները իրական ժամանակում տեղեկատվություն են ստանում մեքենայի ժամանակի և ճշգրիտ գտնվելու մասին;
• արդյունավետ կերպով հակազդել առևանգողներին: Համակարգը պահպանում է ներքին հիշողությունտվյալների առավելագույն հնարավոր քանակությունը, նույնիսկ եթե սերվերի հետ կապի ալիքն ամբողջովին անհասանելի է: Տեղեկատվությունը սկսում է փոխանցվել ռադիոյի խցանման ամենափոքր ընդհատման դեպքում:

Ընտրելով GPS/GLONASS համակարգ՝ դուք ձեզ ապահովում եք լավագույն սպասարկում և անվտանգության հնարավորություններ՝ համեմատած այն համակարգերի հետ, որոնք օգտագործում են աշխարհագրական դիրքավորման մեթոդներից միայն մեկը: