VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

На современном этапе развития геодезии, землеустройства и картографии всё чаще начинают использовать новейшие спутниковые и компьютерные технологии для определения координат местоположения, абсолютных высот в решениях главных геодезических задач и построении карт. Эффективным инструментом для решения проблем в картографии, геодезии и землеустройстве является глобальная спутниковая навигационная система. Разработанные за последние годы, системы управления транспортом, позволяют оператору видеть созданный компьютером объект и обновлять информацию о нем. На сегодняшний день основными системами являются GPS – американская система, ГЛОНАСС – отечественная система и Галилео – европейская система.

Достоинства спутникового позиционирования:

• Всепогодность;

• Глобальность;

• Оперативность;

• Точность;

• Эффективность.

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

Официально начало работ по созданию ГЛОНАСС было положено в декабре 1976 года специальным постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР. Данный проект являлся продолжением развития отечественной навигационной спутниковой системы, начатой программой «Циклон».

Первые лётные испытания были начаты 12 октября 1982 года запуском на орбиту первого спутника «Ураган» 11Ф654 и двух массо-габаритных макетов 11Ф654ГВМ. 16 сентября 1986 года с восьмого по счёту запуска были выведены сразу три штатных аппарата. Два раза в 1989 году вместе с двумя спутниками «Ураган» на орбиту выводились пассивные геодезические аппараты «Эталон», которые использовались для уточнения параметров гравитационного поля и его влияния на орбиты КА «Ураган». 4 апреля 1991 года в составе ГЛОНАСС в двух орбитальных плоскостях оказалось одновременно 12 работоспособных спутников системы, и 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию. После чего стали проводиться запуски в третью орбитальную плоскость. 14 декабря 1995 года после 27-го запуска «Протона-К» с «Ураганами» спутниковая группировка была развернута до штатного состава — 24 спутника.

Всего с октября 1982 г. по декабрь 1998 г. на орбиту были выведены 74 КА «Ураган» и 8 массо-габаритных макетов. В период развертывания системы 6 «Ураганов» оказались утерянными из-за отказов разгонного блока 11С861. Согласно оценкам, проведённым в 1997 году, на развёртывание ГЛОНАСС было потрачено около 2,5 млрд. долларов.

В дальнейшем вследствие недостаточного финансирования, а также из-за малого срока службы, число работающих спутников сократилось к 2001 году до 6.

В августе 2001 года была принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система», согласно которой полное покрытие территории России планировалось уже в начале 2008 года, а глобальных масштабов система достигла бы к началу 2010 года. Для решения данной задачи планировалось в течение 2007, 2008 и 2009 годов произвести шесть запусков РН и вывести на орбиту 18 спутников — таким образом, к концу 2009 года группировка вновь насчитывала бы 24 аппарата.

В конце марта 2008 года совет главных конструкторов по российской глобальной навигационной спутниковой системе (ГЛОНАСС), заседавший в Российском научно-исследовательском институте космического приборостроения, несколько скорректировал сроки развёртывания космического сегмента ГЛОНАСС. Прежние планы предполагали, что на территории России системой станет возможно пользоваться уже к 31 декабря 2007 года; однако для этого требовалось 18 работающих спутников, некоторые из которых успели выработать свой гарантийный ресурс и прекратили работать. Таким образом, хотя в 2007 году план по запускам спутников ГЛОНАСС был выполнен (на орбиту вышли шесть аппаратов), орбитальная группировка по состоянию на 27 марта 2008 года включала лишь шестнадцать работающих спутников. 25 декабря 2008 года количество было доведено до 18 спутников.

На совете главных конструкторов ГЛОНАСС план развёртывания системы был скорректирован с той целью, чтобы на территории России система ГЛОНАСС заработала хотя бы к 31 декабря 2008 года. Прежние планы предполагали запуск на орбиту двух троек новых спутников «Глонасс-М» в сентябре и в декабре 2008 года; однако в марте 2008 года сроки изготовления спутников и ракет были пересмотрены, чтобы ввести все спутники в эксплуатацию до конца года. Предполагалось, что запуски состоятся раньше на два месяца и система до конца года в России заработает. Планы были реализованы в срок.

29 января 2009 года было объявлено, что первым городом страны, где общественный транспорт в массовом порядке будет оснащён системой спутникового мониторинга на базе ГЛОНАСС, станет Сочи. На тот момент ГЛОНАСС-оборудование производства компании «М2М телематика» было установлено на 250 сочинских автобусах.

15 декабря 2009 года на встрече премьер-министра России Владимира Путина с главой Роскосмоса Анатолием Перминовым было заявлено, что развёртывание ГЛОНАСС будет окончено к концу 2010 года. К 30 марта 2010 года количество работающих КА было доведено до 21 (плюс 2 резервных КА).

С переходом на спутники «Глонасс-К» точность системы ГЛОНАСС станет сопоставимой с точностью американской навигационной системы NAVSTAR GPS — единственной зарубежной развернутой навигационной системой.

2 сентября 2010 года группировка спутников пополнена ещё тремя спутниками и общее количество спутников в группировке доведено до 26.

3 октября 2011 года успешно выведен на орбиту ещё один спутник. Общее количество на орбите — 27.

4 ноября 2011 с помощью ракеты-носитель «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М» были выведены на опорную орбиту 3 КА «Глонасс-М».

28 ноября 2011 года с космодрома Плесецк выполнен успешный пуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» и КА «Глонасс-М». В 15:57 МСК спутник успешно выведен на целевую орбиту.

С 2012 до 2020 года на развитие ГЛОНАСC из бюджета РФ выделено 320 миллиардов рублей. В этот период планируется изготовить 15 спутников «Глонасс-М» и 22 «Глонасс-К». [1]

Спутники ГЛОНАСС постоянно излучают навигационные сигналы двух типов: сигнал стандартной точности (диапазон L1 (1,6 ГГц)) и сигнал высокой точности (диапазоно L1 и L2 (1,2 ГГц)). Предоставляемая информация навигационным сигналом стандартной точности, доступна всем потребителям на постоянной и глобальной основе и обеспечивает, возможность определения:

• горизонтальных координат с точностью 50-70 м (вероятность 99,7%);

• вертикальных координат с точностью 70 м (вероятность 99,7%);

• составляющих вектора скорости с точностью 15 см/с (вероятность 99,7%)

• точного времени с точностью 0,7 мкс (вероятность 99,7 %).

Использование дифференциального метода навигации и дополнительных специальных методов измерений, позволяет значительно улучшить эти точности.

Что бы определить пространственные координаты и точное время, требуется обработать и принять навигационные сигналы не менее чем от 4-х спутников ГЛОНАСС. Используя известные радиотехнические методы, ГЛОНАСС приёмник измеряет дальности до видимых спутников и измеряет скорости их движения. Вместе с проведением измерений в приемнике выполняется автоматическая обработка содержащихся в каждом навигационном радиосигнале меток времени и цифровой информации. Цифровая информация описывает положение данного спутника во времени и пространстве. Так же цифровая информация описывает положение других спутников системы. Результаты этих измерений и принятая цифровая информация являются исходными данными для решения навигационной задачи по определению координат и параметров движения. Навигационная задача решается автоматически в вычислительном устройстве приемника, при этом используется известный метод наименьших квадратов. В результате решения определяются три координаты местоположения потребителя, скорость его движения и осуществляется привязка шкалы времени потребителя к высокоточной шкале Координированного всемирного времени (UTC). [2]

Существует нормативная правовая и нормативно-техническая база в сфере внедрения технологий ГЛОНАСС:

• Федеральный закон от 14.09.2009 № 22-ФЗ «О навигационной деятельности»

• Постановление Правительства Российской Федерации от 25.08.2008 № 641 «Об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS» (определены виды транспортных, технических средств и систем, подлежащих оснащению аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS).

• Постановление Правительства Российской Федерации от 10.09.2009 № 720 «Об утверждении технического регламента о безопасности колесных транспортных средств».

• Постановление Правительства РФ от 2 апреля 2012 г. № 280 «Об утверждении Положения о лицензировании перевозок пассажиров автомобильным транспортом, оборудованным для перевозок более 8 человек (за исключением случая, если указанная деятельность осуществляется по заказам либо для собственных нужд юридического лица или индивидуального предпринимателя)» [3]

На сегодняшний день орбитальная группировка состоит из 26 спутников. В России создаётся проект ЭРА-ГЛОНАСС - система Экстренного Реагирования при Авариях, основанная на применении средств спутникового мониторинга транспорта. Этот проект подразумевает, что к 2020 году, весь автотранспорт в обязательном порядке оборудуют навигационно-связными терминалами ГЛОНАС/GPS. Эти терминалы автоматически передают, в случае тяжёлой аварии, свои координаты по каналам мобильной связи в дежурно-диспетчерскую службу. С 2013 года начался ввод в эксплуатацию этой системы. К 2020 году планируется, что эта инфраструктура будет работать на всей территории РФ и контролировать всю сеть автодорог. «ЭРА ГЛОНАСС» будет совместима с аналогичными службами, создаваемыми в странах Таможенного союза и Евросоюза. Основными целями проекта являются: повышение безопасности грузовых и пассажирских перевозок, снижение уровня смертности и травматизма на автодорогах за счёт ускорения оповещения служб экстренного реагирования при дорожно-транспортных происшествиях, авариях и других чрезвычайных ситуациях, создание массового навигационного рынка услуг и оборудования.

В целях создания условий для внедрения и развития на территории Пензенской области спутниковых навигационных технологий с использованием системы ГЛОНАСС и других результатов космической деятельности в интересах социально-экономического и инновационного развития Пензенской области, реализации Указа Президента Российской Федерации от 17.05.2007 № 638 «Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития Российской Федерации», постановления Правительства Пензенской области от 27.02.2010 № 90-рП «О разработке долгосрочных целевых программ» (с последующими изменениями) Правительство Пензенской области постановляет: утвердить региональную целевую программу «Внедрение спутниковых навигационных технологий с использованием системы ГЛОНАСС и других результатов космической деятельности в интересах социально-экономического развития Пензенской области на 2013 год».

Главная проблема в сфере использования космической деятельности в Пензенской области состоит в отсутствии целостной региональной инфраструктуры использования результатов космической деятельности в интересах органов исполнительной власти области, органов местного самоуправления, предприятий и организаций, населения, а проводимые работы, как правило, носят ведомственный характер, решают частные вопросы и не имеют четкой координации. В результате появляется дублирование выполняемых мероприятий, применение различных технологий обработки и представления пространственных данных, что препятствует формированию единого информационного пространства Пензенской области и не способствует целевому использованию финансовых средств, в том числе и выделяемых различными ведомствами для решения собственных задач на территории региона. Кроме того такое положение дел не обеспечивает решение системообразующих базовых задач, а именно повышение конкурентоспособности экономики Пензенской области, проведение активной инвестиционной политики, повышение инвестиционной привлекательности Пензенской области, эффективное использование ресурсного потенциала Пензенской области, обеспечение роста благосостояния и качества жизни населения, повышение эффективности государственного управления социально-экономическим развитием Пензенской области.

Основной целью внедрения данных технологий является социально-экономическое и инновационное развитие Пензенской области с применением спутниковых навигационных технологий с использованием системы ГЛОНАСС.

До конца сентября этого года все школьные автобусы Пензенской области были подключены к Системе спутникового мониторинга ГЛОНАСС, позволяющей осуществлять наблюдение за маршрутом передвижения машины, а также всеми ее основными параметрами.

По словам председателя правительства Пензенской области Ольги Атюковой на заседании регионального штаба по реализации приоритетных национальных проектов 30 августа, в приемную неоднократно обращались жители области, которые озабочены работой школьного транспорта в сельских районах. В связи с этим было принято решение об установке во всех автобусах навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС.

10 сентября к навигационной системе подключили 173 машины из тех, что уже были закуплены в прошлом году. А до конца сентября подключили к ГЛОНАСС оставшиеся 51 автобус, которые были куплены к новому учебному году, - сообщает пресс-служба правительства Пензенской области.

Кстати, в Пензенской области автобусы, подключенные к российской спутниковой системе ГЛОНАСС уже есть. Это восемь школьных машин, курсирующих между населенными пунктами Никольского района Пензенской области, - сообщили "Пенза-Пресс" в администрации Никольского района.

Система спутникового мониторинга ГЛОНАСС позволяет контролировать местоположение и скорость движения автобуса за счет отображения на мониторе диспетчера маршрута перемещения машины и ее параметров. Постоянное слежение за автобусом заставит водителя соблюдать скоростной режим и правила дорожного движения, исключать "левые" рейсы и слив топлива. [4]

Библиографический список

1. http://ru.wikipedia.org/

2. Л.В. Гурьянова «Введение в ГИС»

3. http://www.consultant.ru

4. Постановление об утверждении региональной целевой программы «Внедрение спутниковых навигационных технологий с использованием системы ГЛОНАСС и других результатов космической деятельности в интересах социально-экономического развития Пензенской области на 2013 год»

Код для цитирования: Скопировать