Система ГЛОНАСС: что это такое и как работает

Нет сегодня человека, который бы не слышал названия ГЛОНАСС. Однако не все до конца понимают, что это такое, по каким принципам функционирует, в каких сферах применяется. А ведь эта разработка очень полезна для безопасности на дороге, контроля бизнеса, связанного с перевозками, да и в жизни многие уже не могут без нее. Раньше использовалась американская система навигации, однако ГЛОНАСС понемногу завоевывает свое место на рынке.

Что такое ГЛОНАСС?

Под системой GLONASS понимают навигационный комплекс, позволяющий мониторить и отслеживать географическое положение объектов и высчитывать скорость их движения. Данной системой сейчас оборудуют гражданские и военные воздушные суда, корабли, баллистические ракеты, общественный транспорт, автомобили служб быстрого реагирования. Возможно, вскоре будет принят закон о необходимости устанавливать данный комплекс в автомобили, эксплуатируемые в России. В 2013 году власти уже обязали весь коммерческий и грузовой транспорт, передвигающийся по территории РФ, оснащать GLONASS.

Это российская система позиционирования, разработку которой начали еще в 1982 году в СССР, практически одновременно с американцами, разрабатывающими GPS. Все это время система ГЛОНАСС дорабатывалась и совершенствовалась. Первоначально ее применяли военные для специализированных задач. Тогда в комплекс входило всего 12 спутников. Однако, когда их число выросло до 24, они охватили уже всю планету.

Период 90-х годов негативно отразился на космической отрасли страны. Правительство урезало финансирование. К 2002 году в систему входило всего 7 космических аппаратов, которые могли обеспечить территорию РФ сигналами с минимальной доступностью. О земном шаре и вовсе речи идти не могло. Точностные характеристики комплекса были хуже некуда.

Все изменилось в 2002 году, когда президент и правительство наконец утвердили комплекс мероприятий, направленных на восстановление GLONASS. Мероприятия по улучшению, возрождению системы должны были длиться вплоть до 2012 года. Разработанная программа по реконструкции системы была рассчитана на 10 лет, которых хватило, чтобы восстановить и улучшить то, что было практически потеряно в 90-е.

В 2012 году запустили новую программу, направленную уже не на восстановление, а на улучшение, расширение, поддержание и активное внедрение системы в различные отрасли помимо военной. Сейчас в систему входят 29 спутниковых аппаратов, 24 из которых используются по прямому назначению, 1 проходит испытания, а 3 остаются в резерве. Помимо космического комплекса в GLONASS включены:

  • Система, отвечающая за улучшение характеристик: точности, доступности, надежности.
  • Наземная система, выполняющая радиоконтроль орбит спутников.
  • Элементы, помогающие определять всемирное время, координаты X и Y, отслеживать процессии и колебания, длительность суток, а также модуль скорости вращения планеты.
  • Аппаратура пользователей, состоящая из приемников и аппаратов обработки, необходимых для улавливания сигналов спутников системы и вычисления параметров.

Работы по улучшению технического обеспечения и инфраструктуры позволили внедрить систему в гражданскую жизнь общества. Даже сейчас деятельность по улучшению системы не прекращается: ученые делают ее более доступной, чтобы большее количество людей могло применять ее в жизни.

Знаменательные даты развития системы ГЛОНАСС:

Дата Событие
1957 Научные изыскания в области спутниковой навигации
1967 Первый навигационный спутник «Космос-192»
1972 Начало разработки системы GLONASS
1982 Запуск первого космического аппарата из системы GLONASS
1993 Опытная эксплуатация GLONASS для военных
1995 Штатная эксплуатация GLONASS для гражданских пользователей

 

Если говорить о точности, то система ГЛОНАСС позволяет определить местонахождение объекта в диапазоне 3–5 м при хорошей погоде. Однако ученые работают над тем, чтобы увеличить точность до нескольких сантиметров.

С помощью данной системы можно:

  • управлять транспортными потоками;
  • контролировать перемещение ценных и опасных грузов;
  • контролировать вылов рыбы;
  • проводить организационные, технические мероприятия, направленные на обнаружение и установление географического положения людей, потерпевших бедствие в море, горах;
  • проводить геодезические изыскания при проведении строительных работ, прокладке нефте- и газопроводов, установке ЛЭП.

Полный перечень возможностей применения GLONASS:

Местоопределение
Сферы деятельности, связанные с данными о местоположении Мониторинг
Целевая реклама Отслеживание местоположения людей, животных, имущества
Пространственно-ориентированный доступ к информационным ресурсам Координация автотранспорта экстренных служб
Геопространственные информационные системы Отслеживание перемещения ценных грузов
Совокупная информация об окружающем пространстве Мониторинг состояния ж/д путей
Геодезия и картография Строительство
Геодезические изыскания, съемки Автоматизированное управление строительной техникой
Кадастровые работы, межевание земли Строительство и ремонт дорог
Обновление и актуализация карт, планов Прокладка коммуникаций
Поддержка проведения инженерных работ Строительство и ремонт ж/д путей
Навигация
Досуг и отдых Наземный транспорт
Пеший туризм Построение маршрутов
Рыбалка Интеллектуальные транспортные системы
Лодочный спорт Мониторинг состояния автодорог, мостов, ж/д путей
Построение маршрутов путешествий
Сельское хозяйство Авиация
Оптимизация процесса посадки, полива и сбора урожая Заход и посадка по категории ИКАО
Улучшение эффективности опыления посевов Маршрутная навигация
Обслуживание сельхозтехники Повышение безопасности движения вертолетов
Навигация беспилотных летательных аппаратов
Космос Водный транспорт
Наблюдение за средствами выведения Подход и маневрирование в портах
Точное определение орбит космических аппаратов Навигация на внутренних водных путях
Определение местоположения космических аппаратов относительно солнца Наблюдение и учет флота
Научные исследования и синхронизация
Окружающая среда Связь и синхронизация
Мониторинг деформации Земли Синхронизация работы ЛЭП
Мониторинг параметров вращения планеты Синхронизация средств связи и телекоммуникаций
Наблюдение за составом и состоянием тропо- и ионосферы Всемирное скоординированное время
Мониторинг водных и лесных ресурсов
Добыча полезных ископаемых

Поддержка ГЛОНАСС: что это такое и как работает?

Учитывая все вышесказанное, получается, что, используя ГЛОНАСС, любой человек получает возможность в нужный момент узнать о географическом положении наблюдаемого объекта: в какую сторону он движется и с какой скоростью. Оборудование ГЛОНАСС может быть установлено не только в воздушный, наземный и морской транспорт. Его можно устанавливать в современные гаджеты: смартфоны, планшеты, другую мобильную технику.

Теперь разберемся, как работают приборы, поддерживаемые ГЛОНАСС: откуда берутся данные, как они анализируются и в каком виде поступают пользователю.

В систему включено 3 элемента:

  • космический, в который входят спутники, находящиеся на околоземной орбите;
  • управляющий, включающий координирующие станции и наземные антенны;
  • клиентский, вобравший в себя оборудование для приема сигналов.

Космические летательные аппараты связаны друг с другом и со станциями на земле. Они беспрерывно определяют свое положение, отправляя закодированные сигналы на приемники, которые, собрав данные с ближайших летательных аппаратов, фиксируют время их получения. Рассчитывается расстояние до искусственных спутников, определяется положение с помощью координат. Чтобы точно определить свое положение, оборудование ГЛОНАСС должно поймать закодированные импульсы минимум от 4 спутников.

Поддержка на транспорте

Для контроля движения транспортных средств применяют специальные трекеры, настраиваемые на улавливание сигналов от максимального количества летательных аппаратов ГЛОНАСС, расположенных ближе всего.

Чтобы хранить, анализировать, обрабатывать полученную информацию, такие трекеры удаленно соединяются со спутниковой системой наблюдения за автотранспортом.

Принцип работы системы на авто выглядит так:

  • Трекер следит и фиксирует постоянно меняющиеся координаты искусственных спутников системы в своей внутренней памяти.
  • Далее трекер выходит в Сеть через встроенную сим-карту и пересылает все собранные данные на сервер, который в свою очередь сохраняет их в базу данных.
  • Пользовательский интерфейс настроен таким образом, чтобы можно было анализировать сохраненные на сервере данные, выстраивать маршруты. Также он формирует отчеты о работе автомобилей, контролирует и проводит оценку деятельности водителей.

Исходя из потребностей и задач, требующих решения, к трекеру можно присоединять вспомогательное оборудование. Оно позволит удаленно подключаться к маршрутному компьютеру авто, следить за уровнем топлива, работой механизмов. Также можно установить датчики, реагирующие на сильные удары и перевороты авто. Эта опция предусматривает автоматический вызов экстренных служб при возникновении аварийной ситуации.

Поддержка системы в мобильных устройствах

Впервые смартфон, поддерживающий ГЛОНАСС, был выпущен компанией МТС в 2011 году. Хотя гаджет не смог завоевать рынок, сама идея приема сигналов, посылаемых отечественными спутниками, стала реализовываться другими производителями девайсов.

Первым, кто сделал это после мобильного оператора, стала компания Apple, а уже ее примеру последовали «Нокиа» и «Самсунг». Для пользователей внедрение российской системы в гаджеты прошло почти незаметно, так как в основном смартфоны не имеют отдельной кнопки, сигнализирующей о возможности использования ГЛОНАСС. Запуск и настройка модуля осуществляется через пункт меню «Геоданные», хотя ранее этот пункт назывался GPS, так как это была единственная подобная разработка.

Теперь же благодаря использованию GPS и ГЛОНАСС навигационные приложения, установленные на мобильных устройствах, обнаруживают больше искусственных спутников. Это значительно повышает точность определения местоположения на карте.

Принцип работы ГЛОНАСС в мобильных гаджетах такой же, как в автомобилях. Пользователю достаточно запустить поддержку спутниковой системы на своем устройстве, открыть приложение с картами и начать работу. Пользователь ставит на карте точку, где он находится, и задает точку, куда нужно отправиться. Приложение автоматически выстраивает подходящие маршруты и определяет расстояние, используя сигналы спутников.

Сравнение ГЛОНАСС и GPS

Данные системы имеют одинаковые цели, и принципы их работы очень схожи. Однако есть в системах и различия, например в расстановке и передвижении космических аппаратов. В российском комплексе они двигаются по 3 плоскостям, по 8 спутниковых аппаратов на каждой. В GPS по 4 спутника движутся на 6 плоскостях. Благодаря этому отечественный комплекс обеспечивает больший охват территории.

Российская разработка ГЛОНАСС по тем или иным причинам пока не полностью использует своего потенциала. А разработка американцев отличается избыточным количеством спутников, которые позволяют достигать высокой точности определения положения объекта.

Также в системах предусмотрены разные методы кодирования. В ГЛОНАСС коды более сложные, что подразумевает высокое энергопотребление оборудования, а это сказывается на его габаритах.

Сравнивать два комплекса сложно, ведь они давно работают в симбиозе. В российское оборудование ГЛОНАСС часто встраивают GPS и наоборот. Это позволяет в разы улучшить точность и скорость определения географического положения объектов. Например, некоторые смартфоны и планшеты используют сразу два комплекса.

Альтернативные системы

Россия и США разработали крупные навигационные комплексы, работающие сегодня, чем существенно повысили планку для остальных стран. Проекты, схожие с ними по масштабам, разрабатывают Евросоюз, Индия и Китай. Европейцы планируют внедрить систему «Галилео», в которую войдет 30 спутников. Если такой план будет реализован, то европейская разработка будет отличаться высокой точностью.

В Индии в скором времени планируется запуск спутниковой системы, состоящей из 7 аппаратов, которые будут использоваться для решения внутригосударственных задач.

Китайцы разрабатывают систему, состоящую из 2 сегментов. Первый включит 5 космических аппаратов, второй – 30. Авторы проекта предполагают, что такой комплекс будет использоваться как внутри страны, так и в мире.

Система ГЛОНАСС: что это такое и как работает
Рейтинг 5/5 (1 голосов)

Об авторе

Игорь Сердюченко

Специалист в области программного обеспечения, локальных сетей, безопасности данных. Разработчик веб-сайтов и мобильных приложений. Администратор работы служб технической поддержки и серверов.

Оставьте свой комментарий