АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ ГЛОНАСС И GPS - Студенческий научный форум

VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЛОБАЛЬНЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ ГЛОНАСС И GPS

Фролова Е.А. 1
1ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Системы спутникового позиционирования – современные средства координатно-временного обеспечения разнообразных работ. Основным их достоинством является глобальность, оперативность, всепогодность, оптимальная точность и эффективность. Для измерений, в отличие от традиционных геодезических методов, не нужна видимость между определяемыми пунктами.

Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС - предназначена для определения местоположения, скорости движения, а также точного времени морских, воздушных, сухопутных и других видов потребителей[1].

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.

GPS — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США[5].

Основной задачей спутниковые навигационные системы является беспрерывное уточнение параметров орбит, а также выдача на спутники команд управления, временных программ и имеющейся навигационной информации.

Рисунок 1. Схема определения координат объекта

Определение координат объекта на поверхности земли осуществляется за счет получения абонентским приемником данных от одного или нескольких спутников, входящих в спутниковую группировку и последующего вычисления приемником координат на основе полученных данных. Сигналы со спутников передаются в непрерывном режиме, без запроса, а следовательно их прием доступен любому пользователю, имеющему приемник. Передаются два набора сигналов - так называемые, "гражданский" сигнал, а также "военный", закрытый специальным кодом. В особых ситуациях передача гражданского сигнала может быть остановлена[6].

Важность использования спутниковых систем навигации, начиная от военных систем наведения ракет до повседневной жизни, не вызывает сомнения. В данной статье рассмотрена возможность повышения точности определения координат за счет одновременного использование двух систем навигации ГЛОНАСС и GPS. Использование двух систем одновременно становится возможно благодаря целому ряду предпосылок: общность принципов баллистического построения; схожесть принципов синхронизации и измерения навигационных параметров; незначительное различие в используемых системах координат; близкий частотный диапазон; готовность правительств России и США предоставить системы для использования различными потребителями мирового сообщества. Преимущества которое дает такое совместное использование двух систем навигации позволяют: повысить достоверность и непрерывность навигационных определений (за счет увеличения числа спутников в зоне «видимости» потребителя); избежать «мертвых зон» в сложных условиях пересеченной местности, городских застроек, промышленных инфраструктур и высоких широт. А при использовании дифференциального метода навигации достигнутая точность измерений позволит применять разработанное программное обеспечение в самых разнообразных отраслях, требующих значительной точности (геодезия, авиационная и морская навигация и т.д.)[3].

Принцип работы GPS прибора основан на системе глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС. Прибор обрабатывает сигналы со спутников, получая собственные координаты, скорость и направление движения. Затем через одинаковые таймауты передает сформированные данные через GPRS на сервер обработки и хранения информации. В этом, собственно, и состоит принцип работы системы спутниковой навигации, как GPS, так и ГЛОНАСС. Многие преимущества, которые она дает, видны уже сейчас. Но все развивается. Хотелось бы, чтоб такая система была доступна и широко использовалась в нашей стране на таком же уровне, как, например, телевидение, или Интернет. Главное, что теперь есть и наша, российская система спутниковой навигации - ГЛОНАСС. Спутники в системе непрерывно посылают на Землю навигационные данные двух типов[4].

Точность навигации можно улучшить, применяя дополнительные методы измерений, что и было сделано в сигнале высокой точности.Для вычисления координат объекта на Земле требуются данные, как минимум, от четырех спутников ГЛОНАССа. Приемник, размещенный на объекте, автоматически измеряет расстояние до видимых ему спутников, а также определяет скорость перемещения спутников над планетой[4].

Глобальная спутниковая система используется в:

  • Геодезия: с помощью GPS определяются точные координаты точек и границы земельных участков

  • Картография: GPS используется в гражданской и военной картографии

  • Навигация: с применением GPS осуществляется как морская, так и дорожная навигация

  • Спутниковый мониторинг транспорта: с помощью GPS ведётся мониторинг за положением, скоростью автомобилей, контроль за их движением

  • Сотовая связь: первые мобильные телефоны с GPS появились в 90-х годах. В некоторых странах, например США это используется для оперативного определения местонахождения человека, звонящего 911. В России в 2010 году начата реализация аналогичного проекта —Эра-глонасс.

  • Тектоника,Тектоника плит: с помощью GPS ведутся наблюдения движений и колебаний плит

  • Активный отдых: есть разные игры, где применяется GPS, например,Геокэшинги др.

  • Геотегинг: информация, например фотографии «привязываются» к координатам благодаря встроенным или внешним GPS-приёмникам[2].

Сравнение текущих уровней развития ГЛОНАССа и GPS приведено в таблице 1.

Таблица 1. Сравнительные характеристики ГЛОНАСС и GPS

Характеристики GPS и ГЛОНАСС

GPS

ГЛОНАСС

Количество спутников (резерв)

24 (3), реально - 30, с увеличением до 48

24, сегодня на орбите 19

Количество орбитальных плоскостей

6

3

Количество спутников в каждой плоскости

4

8

Гарантийный срок эксплуатации спутника (лет)

10

3 - «Ураган», 7 - «Ураган-М», 10 - 12 - «Ураган-К» (начиная с 2010 г.)

Покрытие сигналом

Весь земной шар

Весь земной шар (сегодня - до 90% территории РФ и до 60% земного шара)

Точность определения местоположения потребителя сигнала (м)

100 (гражданский сигнал), 10 (военный сигнал), 1 (с наземной коррекцией), сегодня - 2,6 - при использовании КА Bloc IIR

30 - 60 - при использовании КА «Ураган», 5 - 10 - «Ураган-М», 1 - 3 - «Ураган-К» (сегодня - 4,5 с наземной коррекцией)

Точность определения скорости движения (м/сек.)

10 (гражданский сигнал), 0,1 (военный сигнал)

15 - «Ураган», 0,05 - «Ураган-М»

Срок активного существования, лет

7,5

3

Средства вывода КА на орбиту

Delta 2

«Протон-К/ДМ»

Число КА, выводимых за один запуск

1

3

Метод доступа

CDMA

FDMA

После сравнения параметров ГЛОНАССа и GPS , потребительские предпочтения явно устремляются в сторону GPS. Однако с точки зрения гарантии безопасности и стабильности наличия спутниковых навигационных сигналов нужно держать в уме следующий факт – американцы всегда могут отключить отсылку навигационных сигналов на конкретные территории (например, в страны бывшего СССР). В этом случае навигационные приборы и основанные на них информационные системы превратятся в набор никому не нужных высокотехнологичных устройств. С нарастанием антагонизма между США и Россией возникновение такой ситуации не представляется такой уж маловероятной. Поэтому при выборе навигационного оборудования необходимо выбирать то, которое поддерживает одновременный прием сигналов от ГЛОНАССА и GPS. На сегодняшний день погрешности в данных, получаемых со спутников, уже считаются минимальными для того, чтобы утверждать, что система работает безупречно. С помощью этой системы успешно осуществляется GPS мониторинг, ее возможности применяются для персонального трекинга как отдельными лицами, так и крупнейшими корпорациями. Тем не менее, проблемы с GPS периодически возникают, и чтобы исследовать причины, следует рассмотреть работу системы подробнее.

Литература:

  1. www.gpssoft.ru – Новости систем спутниковой навигации
  2. www.Wikipedia.orgВикипедия – свободная энциклопедия

  3. www.aggf.ruГЛОНАСС/ ГНСС Форум

  4. www.thedb.ruЭнциклопедия отличий

  5. www.pingr.ruспутниковый мониторинг транспорта

  6. www.getgps.ru/stati/sravnenie-sistem-glonass-i-gps -SMART GPS

  7. www.autoscan-sar.ru – Центр мониторинга

  8. www.controlauto.ruСистемы ГЛОНАСС /GPS мониторинга и контроля транспорта

Просмотров работы: 6164