XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Спутниковая система навигации – комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т.д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Число систем навигации и позиционирования в мире постоянно растет. Кроме действующих глобальных систем GPS и ГЛОНАСС, работает региональная Beidou (КНР) и подготавливаются системы регионального назначения Quase-zenith (Япония) и IRNSS (Индия). Функционируют и развиваются спутниковые уточняющие подсистемы SBAS (SatelliteBasedAugmentationSystem, США). В представленной работе мы рассмотрим две наиболее популярные на данный момент системы GPS и ГЛОНАСС.

Пространственно-временное позиционирование с помощью искусственных спутников Земли (ИСЗ) предполагает решение основной задачи — определение широты и долготы заданного объекта или приёмника.

Актуальность использования систем позиционирования обусловлена тем, что в наши дни персональные навигаторы практически незаменимы в жизни современного человека. При поездке по новым местам без навигатора обойтись действительно невозможно — и не важно, будет ли это мегаполис с множеством улиц или же сельская местность с просёлочными дорогами. Использование бумажных карт или способ «спросить у кого-нибудь» давно считаются уже чем-то устаревшим: в несколько раз проще задать маршрут в своём навигаторе и быстро добраться до пункта назначения.

Global Positioning System — (англ. "глобальная система позиционирования") — спутниковая система навигации, часто именуемая GPS. 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.

В состав GPS-системы входят 3 основных сегмента: космический, наземный и пользовательский. Космический сегмент состоит из 28 автономных спутников, равномерно распределенных по орбитам с высотой 20350 км (для полнофункциональной работы системы достаточно 24 спутников). Каждый спутник излучает на 2 частотах специальный навигационный сигнал, в котором зашифровано 2 вида кода. Один из них доступен лишь немногим пользователям, среди которых, конечно же, военные и федеральные службы США. Кроме этих 2 сигналов, спутник излучает и третий, информирующий пользователя о дополнительных параметрах (состоянии спутника, его работоспособности и др.). Параметры орбит спутников периодически контролируются сетью наземных станций слежения (всего 5 станций, находящихся в тропических широтах), с помощью которых вычисляются баллистические характеристики, регистрируются отклонения спутников от расчетных траекторий движения, определяется собственное время бортовых часов спутников, осуществляется мониторинг исправности навигационной аппаратуры и др. Третий сегмент GPS-системы это GPS-приемники, выпускаемые и как самостоятельные приборы (носимые или стационарные), и как платы для подключения к ПК, бортовым компьютерам и другим аппаратам.

Несмотря на то, что изначально проект GPS был направлен на военные цели, сегодня GPS всё чаще используются в гражданских целях. GPS-приёмники встраивают в мобильные телефоны, смартфоны. Потребителям также предлагаются различные устройства и программные продукты, позволяющие видеть своё местонахождение на электронной карте; имеющие возможность прокладывать маршруты с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже пробок; искать на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, автозаправки и прочие объекты инфраструктуры.

Принцип действия GPS основан на определении расстояний от текущего положения приёмника до группы спутников. Точное местоположение GPS спутников известно из данных эфемерид¹ и альманаха², передаваемых в навигационных сообщения.

Заключение

Общее направление модернизации спутниковых систем GPS связано с улучшением сервиса, предоставляемого пользователям, повышением срока службы и надёжностью бортовой аппаратуры спутников, улучшением совместимости с другими радиотехническими системами и развитием дифференциальных подсистем.

Список использованной литературы:

Тимошкин, А. И. Спутниковая связь и навигация: курс лекций : учебное пособие : [16+] / А. И. Тимошкин, Д. В. Костюк ; Северо-Кавказский федеральный университет. – Ставрополь : Северо-Кавказский Федеральный университет (СКФУ), 2018. – 196 с. : ил. – Режим доступа: по подписке. – URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=562690 (дата обращения: 12.12.2022). – Библиогр. в кн. – Текст : электронный.

Гура, Д. А. Основы спутниковой навигации / Д. А. Гура, Г. Г. Шевченко, Т. А. Гура, Д. Т. Бурдинов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 28 (132). — С. 64-70. — URL: https://moluch.ru/archive/132/37084/ (дата обращения: 12.12.2022).

Солдатова, М. В. Навигационные системы в логистике / М. В. Солдатова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2016. — № 13.1 (117.1). — С. 105-108. — URL: https://moluch.ru/archive/117/28946/ (дата обращения: 12.12.2022).

Шибеко, Р. В. Система мониторинга автотранспорта / Р. В. Шибеко. — Текст : непосредственный // Технические науки в России и за рубежом : материалы VII Междунар. науч. конф. (г. Москва, ноябрь 2017 г.). — Москва : Буки-Веди, 2017. — С. 51-55. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/286/13085/ (дата обращения: 12.12.2022).

Корнилов, И. Н. Тестирование навигационной аппаратуры потребителя GPS/ГЛОНАСС : учебно-методическое пособие / И. Н. Корнилов ; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина. – Екатеринбург : Издательство Уральского университета, 2016. – 51 с. : схем., табл., ил. – Режим доступа: по подписке. – URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=689990 (дата обращения: 12.12.2022). – Библиогр. в кн. – ISBN 978-5-7996-2044-8. – Текст : электронный.