Общие сведения о навигационной системе ГЛОНАСС

Для определения точных координат интересующих объектов, составления маршрутов транспортных средств используются различные навигационные комплексы. Огромную популярность при этом обретает спутниковая система ГЛОНАСС. Стоит разобраться, каково ее предназначение, узнать про принцип работы, сферы применения.

ГЛОНАСС – что это такое

Расшифровка аббревиатуры ГЛОНАСС – «глобальная навигационная спутниковая система». Это отечественная разработка, позволяющая определить местоположение объектов на земной поверхности. Для уточнения их координат применяется специальное оборудование, а также спутники, которые были запущены на околоземную орбиту.

История развития

Проект навигации ГЛОНАСС был предложен советскими учеными в 1976 году. Он стал продолжением ранее реализованной программы «Циклон». Правда, запуск ГЛОНАССа удалось произвести только спустя шесть лет.

Вывод спутников в космос начался в 1986 году. Тогда удалось разместить всего 3 объекта. К началу 1991 года спутников стало 12. Спустя пару лет после этого навигационная система была наконец-то введена в эксплуатацию.

В начале 2000-х программа дальнейшего развития системы была утверждена на государственном уровне. После проведения стартового этапа модернизации точность ее существенно возросла. Спустя десятилетие ГЛОНАСС был подготовлен для «покрытия» всей планеты. На следующем этапе ученые увеличили точность определения сигналов, система стала совместима с комплексом «Байдоу». Финальные испытания завершились в 2015 году.

Сфера применения

Навигационная система ГЛОНАСС призвана отслеживать координаты движущихся и стационарных объектов. Ее применяют для обнаружения людей на тех территориях, где не ловит мобильная сеть. Мониторинг используется в оборонном и государственном секторе. Его применяют предприятия с целью оптимизации работы транспорта: ГЛОНАСС навигатор устанавливают на коммерческие и частные авто.

Основные функции навигационного комплекса:

1. Слежение за автотранспортом, передвигающимся по коммерческим маршрутам. Определяются точные координаты, время простоя, возможное отклонение от заданного пути.
2. Фиксация расходов горючего и состояния наземного транспорта в реальном времени. Используются датчики, которые синхронизируются с навигационной системой.
3. Непрерывный контроль диспетчера за работой всего автопарка.

Также система применяется в фотокамерах. При ее использовании удается получить не обычную картинку, а снимок с указанием местоположения.

Важно! ГЛОНАСС позволяет защитить автомобиль от угона, повысить безопасность транспортировки грузов, например, если их планируется ввозить из-за рубежа.

Как работает система

Радионавигационный комплекс работает по следующему принципу:

1. В системе ГЛОНАСС онлайн со спутниковой станции передается сигнал приемнику с указанием необходимых параметров, в частности, времени, долготы, широты, высоты.
2. Все спутники, расположенные в зоне действия сигнала, передают информацию о точном времени соединения с системой.
3. Определяется задержка между приемом и излучением сигнала.
4. Полученные данные выводятся на систему координат.
5. Показания анализируются, и выдается информация о координатах объекта.

Важно! Погрешность при определении координат составляет 2–6 метров.

Зона покрытия

Система разрабатывалась преимущественно для пользователей стран бывшего СССР. Зона покрытия составляет 60 % всей площади Земли. Система ГЛОНАСС для контроля транспорта на 100 % охватывает территорию РФ, а также полноценно работает в странах СНГ.

Навигационные сигналы

Приборы принимают сигналы CDMA и FDMA. Они бывают открытыми и закрытыми, также защищенными.

FDMA

На всех спутниках применяется идентичная кодовая последовательность, но частота при этом разная. Она отличается в зависимости от диапазона:

• L1 – 1602 МГц;
• L2 – 1246 МГц.

Открытый сигнал передается безостановочно со скоростью 50 бит/с. На одно сообщение уходит до двух с половиной минут. Оно состоит из 3 кадров по 15 строк.

Закрытые сигналы используются авторизованными пользователями, например, Вооруженными силами России. Передача сигнала производится в квадратурной модуляции на максимальной скорости. За счет этого точность получаемых координат становится более точной. Сообщение представляет собой 72 отдельных кадров. На передачу такого объемного сигнала уходит 12 минут.

CDMA

Сообщение передается в форме текстовых последовательных строк. Размер у них переменный, каждый кадр представляет собой шесть строк. Полное сообщение включает 8 таких элементов. В каждой из строк передается метка о системном времени. Представлена она в виде длины битов.

Формат навигационного сообщения

Передается информация в разных форматах. Стоит отдельно рассмотреть сигналы L1OC, L3OC.

Сигнал L1OC

В таблице представлено, как в норме выглядит строка сообщения этого сигнала.

Поле	Длина в битах	Описание
Временная метка (СМВ)	12	Неизменная
Строка	6	Указывается тип
Номер КА	6	Обозначается номер прибора в системе
Состояние КА	1	0 – в рабочем состоянии, а 1 – неисправен
Достоверность получаемой и отправляемой информации	1	0 – информация правильная, 1 – неправильная
Управление	4	Поле считается служебным
Ориентация	1	0 – на Солнце, 1 – упреждение разворота
Вид корректировки UTC	2	Определяется в полночь последнего дня каждого квартала. Обозначается от 0 до 3
Произведение коррекции	1	1 – ожидается, 0 – не предвидится
Время КА	16	Указывается значение от 0 до 43199
Информационное поле	184	Определяется по типу строки
Код цикла	16	Указываются обнаруженные ошибки

Всего длина строки L1OC составляет 250 бит.

Сигнал L3OC

Расшифровать строку сообщения L3OC также поможет таблица. В ней указаны основные значения и их описание.

Поле	Длина в битах	Описание
Временная метка	20	Неизменная
Строка	6	Определяется ее тип
Время КА	15	Обозначается от 0 до 28799
Номер КА	6	Идентично L1OC
Состояние КА	1
Достоверность получаемой и отправляемой информации	1
Управление	4
Ориентация	1
Вид корректировки	2
Произведение коррекции	1
Информационное поле	219
Код цикла	24

Длина такой строки больше и составляет 300 бит.

Безопасность и экономическая выгода

ГЛОНАСС нередко используется для нужд бизнеса. Стоимость ее существенно ниже GPS, а обслуживание бесплатное. На коммерческих автомобилях такие комплексы размещать очень выгодно. Цена техподдержки и самого оборудования доступная, за счет этого навигационная система экономически выгодна.

У пользователей появляется возможность свести к минимуму риск слива горючего, замены его на менее качественное. Такой результат достигается за счет установления топливных датчиков. Владельцы компаний получают информацию о безопасности своих сотрудников и перевозимых грузов.

Технические средства

Первый приемник, способный работать с российской и американской навигационными системами, был выпущен в середине 90-х годов компанией Ashtech. Потребительские навигаторы с ГЛОНАСС и GPS для автомобиля, позволяющие одновременно использовать обе системы, в продаже появились в конце 2007 года. Изготовлены они были компанией Glospace. Сейчас выпуском такой аппаратуры занимается более десяти российских фирм.

Доступность

На сайте аналитического центра навигационного комплекса постоянно публикуется информация о доступности услуг. Представляется она в виде карт. На них можно определить зоны видимости на текущее число с учетом места.

По предварительным прогнозам, ГЛОНАСС должен был догнать по точности GPS еще в 2015 году. Правда, достичь таких результатов ему не удалось. Официально точность уже в 2016 году достигала 2–4 метров. Для получения достоверной информации рекомендуется использовать ГЛОНАСС в комплексе с GPS.

Наземные элементы

Среди наземных элементов выделяют:

• космодром;
• центр управления;
• системный измерительно-командный комплекс.

Космодром призван выводить спутники на орбиты, восполнять их нехватку в случае поломки. Его основными объектами считаются стартовый комплекс, техническая позиция. Предназначение измерительно-командной системы – снабжение размещенных в космосе приборов информацией, проверка проведенных сеансов. Центр управления связан с другими наземными элементами, контролирует их работу.

Спутники

Работа ГЛОНАСС обеспечивается 24 спутниками. Они передвигаются в трех плоскостях орбит. В каждой из них размещено по 8 приборов, находящихся под наклоном к экватору с углом, равным 64,8 градусам.

Что такое ЭРА-ГЛОНАСС

Терминал «ЭРА-ГЛОНАСС» предназначен для экстренного оповещения о произошедшей аварии. Он оснащен сим-картой и тревожной кнопкой, позволяющей вызвать диспетчера. Также в автомобиле устанавливаются датчики, которые реагируют на механические повреждения. Сигнал тревоги будет подан автоматически в случае переворота или удара.

Главная задача терминала – оповестить об аварии экстренные службы. Координаты происшествия, информация о пассажирах и автомобиле поступает на телефон диспетчера. Он передает ее спасательным службам, находит через спутники ГЛОНАСС авто онлайн. У полиции и медицинских работников будет максимально точная информация.

Сравнение с GPS

Обе навигационные системы способны отслеживать объект, определять его координаты и отправлять отчет на планшет, смартфон на базе «Андроид», iOS или ПК. Регистраторы и трекеры позволяют получить точную информацию о местонахождении транспортного средства. Они соединяются со спутниками благодаря наличию антенны и передают сигнал. Договор при этом ни с какими организациями заключать не нужно.

Частота ГЛОНАСС имеет сходства с GPS, но есть и ряд отличий.

Главным преимуществом GPS считается практически стопроцентное покрытие планеты. ГЛОНАСС обеспечить передачу сигнала по всему миру не может. На многих территориях покрытие отсутствует. Чтобы понять разницу между этими системами, нужно изучить их сравнительные характеристики, представленные в таблице.

Параметры	GPS	ГЛОНАСС
Спутники	24	24
Количество спутников на одной плоскости	6	8
Количество орбит	4	3
Погрешность в метрах	2–4	2–6

Однозначно сказать, что лучше – устанавливать модуль GPS или все же использовать комплект ГЛОНАСС, нельзя. Оптимальным решением будет их совместное применение.

Где в машине находится ГЛОНАСС

Для фиксации маяков выбирают самые разнообразные места в автомобиле:

• под крыльями и бампером;
• под обшивкой сиденья и салона;
• в багажном и моторном отсеке;
• внутри конструктивных элементов.

К сведению. Главная задача при установке – чтобы прибор был визуально незаметен.

Выводы

Глобальная навигационная система нашла широкое применение в различных сферах. Принцип работы ГЛОНАСС не отличается от зарубежного аналога. Разработка российских ученых чаще всего используется для контроля над передвижением транспорта и обеспечения его безопасности. Применять ГЛОНАСС можно как самостоятельно, так и в комплексе с GPS. Комбинированные трекеры позволяют получить более точную информацию.