Система ГЛОНАСС:
для чего она нужна,
как работает и чем полезна
Система ГЛОНАСС за последнее десятилетие стала привычным, а во многих случаях обязательным инструментом глобальной навигации. Российский комплекс, основанный на трансляции сигнала со спутников, доступен пользователям из РФ и других государств. Сегодня это одна из двух глобально ориентированных систем, открывающих бесплатный доступ к навигационным сервисам. В чем же ее особенности отличия от второго комплекса — GPS — и практическая польза?
История развития
Понятие системы сформировалось в 1976 году, когда был развернут проект советского навигационного комплекса, продолжившего военную программу «Циклон». Запущен ГЛОНАСС был шестью годами позже, одновременно с СПРН для ракетного предупреждения. В 1986 году на орбиту вывели первую тройку спутников, а к 1991 году их было уже 12. Официально систему ввели в эксплуатацию через 2 года, и она была уже российской.
В 2001 году программа развития комплекса была принята на федеральном уровне, и после первой стадии модернизации наземного оборудования и увеличения количества спутников многократно возросла его точность. К 2010 году удалось развернуть систему для полного покрытия планеты.
Следующая стадия модернизации была направлена на рост точности навигационного определения, реализацию дополнительных CDMA-сигналов. Также целью изменений стала совместимость ГЛОНАСС с аналогичным комплексом КНР — «Байдоу». Заключительные испытания готового комплекса были проведены в 2015 году. Сегодня полномочия по его развитию и совершенствованию возложены на Роскосмос и два АО — «Российские космические системы» и «Информационные спутниковые системы».
Как работает система ГЛОНАСС
Система предназначена для обслуживания военных и «гражданских» пользователей. Для работы глобальной сети используется наземное оборудование и спутники — сегодня их 24. С конечными пользователями они взаимодействуют через клиентские устройства — навигаторы, трекеры, «маяки» и так далее.
Спутники, которые используются в ГЛОНАСС:
- находятся на высоте 19,4 тыс. км;
- развернуты по трем орбитальным плоскостям и наклонены на 64,8 градуса — это сделано для более полного охвата полярной области, в которой находится немалая часть РФ;
- передают сигнал с направленностью в 38 градусов, круговая поляризация правая.
Чтобы определить гео-координаты с достаточной степенью точности, достаточно соединения хотя бы с четырьмя спутниками. Система устанавливает долготу и широту, высоту объекта и время, в которое сняты эти параметры, сообщение с показателями отправляется на принимающие клиентские устройства. Они, сопоставляя время отправки и получения, определяют дистанцию до спутников и, благодаря этому — местонахождение объекта, на котором установлены. Так осуществляется мониторинг движущейся техники, устанавливаются координаты. Погрешность измерений отличается на 10 и более метров, в зависимости от климатических факторов, ограничений по безопасности, качества техники для приема и других факторов. Пользовательские устройства принимают два типа сигналов — FDMA и CDMA. Они, в свою очередь, могут быть открытыми и защищенными, особо точными, передавать сообщения в разных сигнальных форматах.
Чем система отличается от GPS
ГЛОНАСС-мониторинг по принципу измерения практически аналогичен второму глобальному комплексу — GPS. Однако разница между ними есть. В первую очередь это положение группировок. Спутники у американской Navistar расположены по шести плоскостям, орбиты вращения у них круговые. Благодаря этому в каждой точке земного шара обеспечен прием минимум с 6 из 24 аппаратов, из-за чего говорят о большей точности GPS. Конкретный показатель зависит от многих факторов, поэтому для повышения качества измерений разумно использовать обе системы.
Орбиты спутников GPS
Орбиты спутников ГЛОНАСС
Другие отличия ГЛОНАСС:
- отсутствие у спутников резонанса — нет синхронности, поэтому стабильность аппаратов выше, корректировать их не нужно в течение всего срока эксплуатации (но он ниже, чем у американской системы);
- большая, по сравнению с GPS, дешевизна оборудования для поддержки работы системы, что обеспечивает финансовую выгодность для коммерческих пользователей;
- лучшая защита от сбоев благодаря функционированию на других частотах и разделению сигнала — это снижает опасность его потери и ухудшения из-за естественных, архитектурных и технических препятствий;
- учет потребностей российских пользователей, актуального законодательства РФ и так далее.
Благодаря совершенствованию системы ее точность приближается к GPS и может даже превысить ее. Чтобы улучшить уровень работы комплекса, стоит выбирать качественное клиентское оборудование от проверенных поставщиков — например, компании Omnicomm, крупнейшего поставщика российского рынка, чью продукцию и решения в Свердловской области, Кузбассе и Крыму официально представляет компания «Омникомм Урал».
Где используется ГЛОНАСС-мониторинг
Отслеживание местоположения стационарных и перемещающихся объектов — основная практическая функция системы. Ее можно применять для определения местоположения пользователей, находящихся в местах, где не работают мобильные телефоны. Расходы на эксплуатацию устройств, поддерживающих ГЛОНАСС, минимальны — она бесплатна.
Мониторинг — контроль положения и перемещения движущихся объектов — используют в государственном, оборонном секторе, а также в бизнес-целях, для оптимизации работы транспорта предприятий, компаний, служб логистики и грузоперевозок. Устройства для связи с ГЛОНАСС устанавливают на частные и коммерческие автомобили. Во втором случае предприятие-владелец автопарка получает доступ к гибкому и современному инструменту оптимизации транспортных расходов.
Основные функции мониторинговой бизнес-системы:
- сквозное слежение за транспортом, движущимся по коммерческим маршрутам — определение местоположения, отклонений от заданного пути, простоев;
- определение технического состояния транспорта из автопарка компании и фиксация расхода топлива в режиме «реального времени» с помощью специальных датчиков, синхронизируемых с глобальной системой;
- организация непрерывного диспетчерского контроля за работой автопарка;
- защита транспорта от угона, повышение безопасности перевозки пассажиров и грузов и так далее.
ЭРА-ГЛОНАСС:
обязательный комплекс экстренного реагирования
Российская спутниковая система давно стала обязательной частью мониторинга движущихся объектов, ее функционал обширен и используется во многих сферах. Одним из наиболее полезных практических «инструментов» навигации стала ЭРА-ГЛОНАСС. Это комплекс, разработанный в РФ и предназначенный для экстренного реагирования в опасных ситуациях — при автомобильных авариях, ДТП, когда каждая сэкономленная секунда повышает шансы пострадавших на выживание. Помощь, оказанная вовремя, позволяет уменьшить ущерб для здоровья, травматизм и минимизировать смертность из-за транспортных несчастных случаев.
Система, схожая с европейским аналогом eСall и технически совместимая с ней, была введена в эксплуатацию в 2015 году. Она повышает безопасность пассажирских и грузоперевозок, и с 2017 года обязательна к применению по условиям техрегламента ТС. Транспорт, выпускающийся в обращение, должен оснащаться устройствами для связи со службами экстренного реагирования — смартфонами с картой, модемом, навигационным блоком и SOS-кнопкой. Сведения о них необходимо вносить в паспорт ТС. Документ-одобрение выдается на трехлетний срок, изготовители и импортеры должны получать на новые модели сертификаты соответствия.
Система работает по следующему принципу:
- датчики, установленные в транспорте, срабатывают при ударах, нажатии на тревожную кнопку, опрокидывание кузова;
- автотерминал определяет координаты местонахождения ТС, количество людей, скорость перед аварией, перегрузки, данные о машине;
- информация передается по сотовой сети в центр обработки;
- операторы связываются с людьми в ТС или, если это невозможно, удостоверяются, что вызов не ложный и передает вызов спасательной службе.
Транспортный мониторинг:
безопасность, экономическая выгода и простота контроля
Наиболее наглядно преимущества системы ГЛОНАСС реализуются при ее применении для нужд бизнеса. Благодаря более доступной, чем у GPS, стоимости, комплексы выгодно размещать на коммерческом транспорте. Цена оборудования и поддержки постоянно оптимизируется, что повышает финансовую привлекательность ГЛОНАСС-мониторинга . При этом предприятия, транспортные и логистические компании могут оценить все преимущества прогрессивного спутникового слежения:
- автоматическое определение маршрута, местоположения, скорости ТС с помощью трекеров-маяков обеспечивает полный контроль сохранности автотранспорта, позволяет предупредить отклонения от пути, простои и опоздания, нарушения водителями трудовой дисциплины и скоростного режима;
- скоростная обработка, сохранение данных позволяют моментально отреагировать на внештатную ситуацию и получить доступ к развернутому анализу информации, чтобы улучшить логистику и, в конечном итоге, повысить прибыльность компании;
- дополнительно устанавливаемые топливные датчики позволяют отследить количество горючего, его расход, ГЛОНАСС-комплекс определяет места заправки ТС, что минимизирует риски слива топлива, замены его менее качественным и уменьшает транспортные издержки предприятий;
- владельцы компании, руководство транспортной службы получают информацию о безопасности грузов и сотрудников, надежную и постоянную связь с водителями и множество других преимуществ.
ГЛОНАСС
Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (ГЛОНА́СС) — российская спутниковая система навигации. Система транслирует гражданские сигналы, доступные в любой точке Земли, предоставляет навигационные услуги на безвозмездной основе и без ограничений, а также зашифрованный сигнал повышенной точности для специального применения.
Система ГЛОНАСС, имевшая изначально военное назначение, была запущена одновременно с системой предупреждения о ракетном нападении (СПРН) в 1982 году для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования.
Основой системы являются 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой орбит 19 100 км. Основное отличие от системы GPS в том, что спутники ГЛОНАСС в своём орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им бо́льшую стабильность. Таким образом, группировка космических аппаратов (КА) ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования.
Развитием ГЛОНАСС занимаются «Роскосмос», АО «Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнёва» и АО «Российские космические системы». Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения технологий ГЛОНАСС в России и за рубежом постановлением Правительства РФ в 2009 году был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены на ПАО «Навигационно-информационные системы». С 2012 года эти функции были переданы некоммерческому партнёрству «Содействие развитию и использованию навигационных технологий».
История развития
Официально начало работ по созданию ГЛОНАСС было положено в декабре 1976 года специальным постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР. Этот проект был продолжением развития отечественной навигационной спутниковой системы, начатой программой «Циклон». Теоретическую проработку спутниковой навигационной системы 2-го поколения начали в 1967 году сотрудники НИИ-9 ВМФ под руководством Ю. И. Максюты.
Первые запуски спутников «Ураган»
Сроки работ по созданию системы неоднократно сдвигались, лётные испытания были начаты 12 октября 1982 года запуском на орбиту первого спутника «Ураган» 11Ф654 и 2 массо-габаритных макетов 11Ф654ГВМ. В последующих 6 запусках на орбиту выводились по 2 штатных аппарата и 1 макету, так как не удавалось вовремя собирать электронные части спутников. Только 16 сентября 1986 года с 8-го по счёту запуска были выведены сразу 3 штатных аппарата. 2 раза в 1989 году вместе с 2 спутниками «Ураган» на орбиту выводились пассивные геодезические аппараты «Эталон», которые использовались для уточнения параметров гравитационного поля и его влияния на орбиты «Урагана».
Работа полной системы, потеря части спутников
4 апреля 1991 года в составе ГЛОНАСС в 2 орбитальных плоскостях оказалось одновременно 12 работоспособных спутников системы и 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию (в том же году США вывели на орбиту последний из 24 спутников системы GPS), после чего стали проводиться запуски в третью орбитальную плоскость. 14 декабря 1995 года после 27-го запуска «Протона-К» с «Ураганами» спутниковая группировка была развёрнута до штатного состава — 24 спутника.
Всего с октября 1982 года по декабрь 1998 года на орбиту были выведены 74 «Урагана» и 8 массо-габаритных макетов. В период развёртывания системы 6 «Ураганов» были утеряны из-за отказов разгонного блока 11С861. По оценкам, проведённым в 1997 году, на развёртывание ГЛОНАСС было потрачено около 2,5 млрд долларов.
В дальнейшем из-за недостаточного финансирования, а также из-за малого срока службы число работающих спутников сократилось к 2001 году до 6.
Массовое наземное применение в Сочи
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.
В ноябре 2009 года было объявлено, что Украинский научно-исследовательский институт радиотехнических измерений (Харьков) и Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения (Москва) создадут совместное предприятие. Стороны создадут систему спутниковой навигации для обслуживания потребителей на территории двух стран. В проекте будут использованы украинские станции коррекции для уточнения координат систем ГЛОНАСС.
Восстановление полного покрытия планеты
2 сентября 2010 года общее количество спутников ГЛОНАСС было доведено до 26 — группировка была полностью развёрнута для полного покрытия Земли.
В 2011 году была модернизирована система наземного комплекса управления. Результатом программы модернизации стало увеличение точности навигационных определений системы ГЛОНАСС в 2-2,5 раза, что составляет порядка 2,8 м для гражданских потребителей.
Спутники нового формата «Глонасс-К»
26 февраля того же года был запущен первый КА «Глонасс-К», в котором реализованы дополнительные сигналы в формате CDMA и тестируется новый открытый сигнал в диапазоне.
С 2012 до 2020 года на развитие ГЛОНАСC из бюджета РФ было выделено 320 миллиардов рублей. В этот период планировалось изготовить 15 спутников «Глонасс-М» и 22 «Глонасс-К».
В июле 2012 года было возбуждено уголовное дело по факту необоснованного расходования и хищения более 6,5 миллиардов рублей, выделенных на развитие спутниковой системы. 13 мая 2013 года было возбуждено ещё одно уголовное дело по статье «Мошенничество в особо крупном размере» по выявленному факту злоупотребления полномочиями и хищения 85 млн рублей.
В 2014 году начались работы над обеспечением совместимости российской и китайской навигационных систем ГЛОНАСС и «Бэйдоу».
7 декабря 2015 года было объявлено о завершении создания системы ГЛОНАСС. Готовая система была направлена на заключительные испытания Минобороны РФ.
Совместное предприятие АО «ГЛОНАСС» и ГК «Ростех» — ООО «Глонасс-БДД» — в 2020 году проверило инфосистему анализа и предупреждения ДТП и опубликовало цифровой рейтинг безопасности 3000 км российских дорог.
Объёмный комментарий Автора оставлен под кнопкой «МНЕНИЕ Теории-N».
А Вас мы попросим высказать своё мнение!