Блог

ГЛОНАСС – российская система спутниковой навигации

ГЛОНАСС логотип

ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) – навигационная спутниковая система, созданная и стремительно развивающаяся в России, аналог уже давно существующей системы GPS, о которой вы можете прочитать в нашей предыдущей статье.

 

История создания и развития системы ГЛОНАСС

 

Разработка ГЛОНАСС началась еще в 1976 году. Данная система продолжила развитие отечественной системы навигации, которое начала программа «Циклон» в 1967.  В конце этого же года был произведен запуск первого навигационного отечественного спутника «Космос-192».

Вывод первого искусственного спутника ГЛОНАСС под названием «Ураган» произошел в октябре 1982 года. С ним на орбиту было запущено два макета, их применение было обусловлено недостаточной готовностью электронной составляющей спутников. К 1991 в состав системы на двух орбитальных плоскостях входило уже 12 работающих космических аппаратов (далее КА). В 1993 году ГЛОНАСС официально приняли в эксплуатацию.

Запуск спутника ГЛОНАСС

С 1982 по 1998 год на околоземную орбиту было выведено 74 спутника «Ураган», но из-за недостаточного финансирования, малого срока службы аппаратов и ряда других причин, по которым к началу 2000-х работающих спутников осталось лишь 6.

Ситуацию удалось изменить после создания федеральной программы под названием «Глобальная навигационная система». В ходе реализации данного проекта удалось не просто сохранить спутниковую систему ГЛОНАСС, но и полностью ее модернизировать. Как следствие, к середине 2010 года в работу было введено достаточное число КА, для абсолютного покрытия Земли.

7 декабря 2015 года — знаменательный день в истории создания и развития спутниковой системы ГЛОНАСС. Именно в этот день полностью готовая к применению и тщательно проверенная система была направлена на окончательные испытания Министерства обороны РФ.

 

Структура системы ГЛОНАСС

 Спутниковая система ГЛОНАСС

Принцип работы ГЛОНАСС достаточно прост и мало чем отличается от других глобальных систем навигации.

Со спутников, расположенных на орбитах, передается сигнал, который состоит из высоты, широты, долготы и времени подачи сигнала к приемнику.

Наименьшее количество спутников, необходимых для полноценного функционирования системы и полного покрытия поверхности Земли – 24 аппарата, равномерно размещенных в трех орбитальных плоскостях, а для покрытия территории Российской Федерации – 18. На данный момент в составе спутниковой группировки состоят 28 космических аппаратов (последний из них был выведен на орбиту 11 декабря 2019 года).

Услуги и возможности системы

У ГЛОНАСС представлено два вида услуг:

  • услуги стандартной точности (с открытым сигналом);
  • услуги повышенной точности (с закрытым сигналом).

 

Потребители услуг стандартной точности получают сигналы в L-диапазоне, который разделен на два: L1 - с частотой передачи сигнала1,6 ГГц и L2 - с частотой 1,25 ГГц. Навигационное сообщение открытого сигнала находится в открытом доступе для всех пользователей и передается непрерывно со скоростью 50 бит/сек.

Закрытый сигнал повышенной точности доступен только определенным потребителям.  Например, его пользователем являются Вооруженные силы Российской Федерации. Сигнал передаётся в том же диапазоне и с такой же частотой, но со скоростью передачи в десять раз выше, чем при открытом сигнале, что повышает точность установления координат. Закрытый сигнал не оснащен системой шифрования, хотя его псевдослучайный код (средство установления момента точного совпадения сигналов спутника и опорных сигналов приемника в процессе измерения расстояния до спутника навигационных сообщений) и засекречен.

 

Отличие от других навигационных систем. Преимущества и недостатки

 

На данный момент в мире существует несколько систем спутниковой навигации.
ГЛОНАСС и GPS уже прочно укрепили свои позиции в сфере спутниковой навигации. Но сейчас каждая страна борется за космическое пространство около нашей планеты и хочет иметь собственную спутниковую систему, поэтому в последние годы активные работы по развертыванию ГНСС (Глобальной навигационной спутниковой системы) проводят Китай (Beidou) и страны Евросоюза (Galileo). Развертыванием РНСС (Региональной навигационной системы) занимаются Япония и Индия.

GPS

Первая и самая известная в мире система спутниковой навигации, созданная США для применения в военных целях. На данный момент она широко используется и в гражданских целях. Основное преимущество GPS – это абсолютное покрытие поверхности Земли. Спутники американской системы имеют круговые орбиты вращения и расположены в четырех плоскостях (минимальное количество спутников на каждой орбитальной плоскости – 6). Благодаря такому расположению КА, погрешность в определении координат у GPS минимальная.

Beidou

В данный момент система обеспечивает покрытие Азии и Тихоокеанского региона. Космический сегмент системы использует смешанную группировку, состоящую из трех орбитальных спутников. По сравнению с другими спутниковыми навигационными системами, имеется больше высокоорбитальных спутников и сильных антиблокирующих возможностей, особенно в низкоширотных регионах. Beidou обеспечивает навигационные сигналы в нескольких частотных точках, что может повысить точность обслуживания, используя несколько частотных сигналов в комбинации.

Galileo

Основным отличием этой системы от других является то, что она не контролируется военными структурами, как другие системы спутниковой навигации. Главной целью Галилео является создание самой точной позиционной системы, которая позволит странам не зависеть от GPS, Beidou или ГЛОНАСС. Ведь при этом сведется к минимуму шанс того, что Галилео может быть выведена из строя из-за политического конфликта или во время военных действий.

Рассмотрев несколько глобальных систем позиционирования, мы можем сделать вывод, что они все достаточно схожи.

По принципу измерения, области покрытия и степени погрешности измерений, ГЛОНАСС практически аналогична другой глобальной системе – GPS. Но конечно есть и принципиальные отличия:

  • Спутники ГЛОНАСС совершают движения в трех орбитальных плоскостях;
  • Минимальное количество спутников для каждой плоскости – 8;
  • Период вращения спутника - 11 часов 15 минут 44 секунды;
  • Лучшая защита от сбоев системы, которая обеспечена благодаря разделению сигнала и работе на других частотах;
  • Достаточно сложная кодировка – FDMA, из-за энергозатратности которой, срок службы спутников сокращается;
  • Более дешевое оборудование, которое требуется для работы системы.

В заключение хотелось бы отметить, что для обеспечения бесперебойной работы вашего оборудования и для получения наиболее точной информации о местоположении, используют комбинации из двух и более систем глобального позиционирования. Подробнее о преимуществах работы нескольких систем одновременно вы можете ознакомиться в нашей статье.

Другие статьи
Все статьи