Курсовая работа "Системы глобального позиционирования"
Предпросмотр материала:
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А. И. ГЕРЦЕНА»

Направление подготовки
44.03.01 – «Педагогическое образование»
Основная (профессиональная) образовательная программа
«Физическое образование»
Курсовая работа по теме
«Системы глобального позиционирования»
Обучающейся 3 курса
Очной формы обучения
Сорокиной Елизаветы Павловны
Научный руководитель:
профессор, доктор педагогических наук, доцент
Хинич Иосиф Исаакович
Санкт-Петербург
2019
Оглавление
1. Системы спутниковой навигации
1.1 История развития спутниковой навигации
1.2 Система спутниковой навигации GPS
1.4 Система спутниковой навигации ГЛОНАСС
1.5 Основные принципы работы системы ГЛОНАСС
2.1 Преимущества и недостатки систем
2.2 Основные отличия систем мониторинга ГЛОНАСС от GPS
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 (Satellite Based Augmentation System, 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.
Изначально Глобальная система позиционирования разрабатывалась как чисто военный проект, не предусмматривающий доступ гражданским лицам, но после того, как в 1983 г. был сбит вторгшийся в воздушное пространство Советского Союза самолёт Корейских Авиалиний с 269 пассажирами на борту, президент США Рональд Рейган разрешил частичное использование системы навигации для гражданских целей. Точность была уменьшена специальным алгоритмом. После этого учёные из разных стран начали активную деятельность по изучению и разработке новой доступной технологии.
Целью курсовой работы является изучение принципов работы систем GPS и ГЛОНАСС.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
Изучить системы спутниковой навигации GPS и ГЛОНАСС;
Определить преимущества и недостатки GPS и ГЛОНАСС;
Сравнить системы GPS и ГЛОНАСС.
1. Системы спутниковой навигации
1.1 История развития спутниковой навигации в СССР
4 октября 1957 года в Советском Союзе был запущен первый в истории человечества искусственный спутник Земли (ИСЗ). Первое научное обоснованное предложение об использовании ИСЗ для навигации родилось еще до запуска первого советского ИСЗ в период проведения под руководством профессора В.С.Шебшаевича в Ленинградской военно-воздушной инженерной академии им. А.Ф.Можайского в 1955–1957 гг. исследований возможностей применения радиоастрономических методов для самолетовождения. Материалы исследований докладывались в 1957 году на межведомственной конференции. Основное внимание при этом уделялось вопросам повышения точности навигационных определений, обеспечению глобальности, круглосуточности применения и независимости от погодных условий. Проведенные исследования позволили перейти в 1963 году к опытно-конструкторским работам над первой отечественной спутниковой навигационной системой, получившей в дальнейшем название «Цикада».
27 ноября 1967 года был выведен на орбиту первый навигационный отечественный спутник («Космос-192»). Бортовая, корабельная, навигационная и радиотехническая аппаратуры управления были разработаны в АО «Российские космические системы». Навигационный спутник обеспечивал в течение всего времени активного существования излучение радионавигационного сигнала на частотах 150 и 400 МГц.
В 1979 году была сдана в эксплуатацию навигационная система 1-ого поколения «Цикада» в составе четырех навигационных спутников (НС), находящихся на круговой орбите высотой 1000 км с наклонением 83◦ и равномерным распределением плоскостей орбит вдоль экватора. Среднеквадратическая погрешность местоопределения по этому спутнику составляла 250–300 м. В ходе испытаний было установлено, что основной вклад в погрешность навигационных определений вносят погрешности передаваемых спутниками собственных эфемерид, которые определяются и закладываются на спутник средствами наземного комплекса управления. Поэтому, наряду с совершенствованием бортовых систем спутника и корабельной приемоиндикаторной аппаратуры, разработчиками системы было уделено внимание вопросам повышения точности определения и прогнозирования параметров орбит навигационных спутников. Успешная эксплуатация низкоорбитальных российских спутниковых навигационных систем привлекла широкое внимание других стран к спутниковой навигации.
Высокая точность навигационно-временного обеспечения требовала вычисления трех пространственных координат потребителя, т.е. трёх составляющих его вектора скорости и текущего времени. Для их получения беззапросным методом требуется проведение измерений навигационного параметра не менее чем до четырех спутников, для гарантированной видимости которых их количество в системе должно составлять 18, однако оно было увеличено до 24 с целью повышения точности определения собственных координат и скорости потребителя путем предоставления ему возможности выбора из числа видимых спутников 4 оптимальных.
На данный момент активной эксплуатацией навигационных систем занимаются несколько стран. Среди них США, Китай, страны ЕС, Индия, РФ. Каждая из этих систем является глобальной, работает в любую погоду и даёт своим пользователям возможность получить точные координаты в любое время суток. Повторно выделим эти системы:
· Galileo(страны ЕС).
· GPS (США).
· ГЛОНАСС (Российская Федерация).
· Compass (Китай).
· IRNSS (Индия) - находится в стадии разработки.
· Quase-zenith (Япония) - для использования в Юго-Восточной Азии.
1.2 Система спутниковой навигации GPS
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.
1.3 Принцип действия GPS
Принцип действия GPS основан на определении расстояний от текущего положения приёмника до группы спутников. Точное местоположение GPS спутников известно из данных эфемерид[1] и альманаха[2], передаваемых в навигационных сообщениях.
В
основе определения координат GPS-приемника лежит вычисление расстояния от него
до нескольких спутников, расположение которых считается известным (эти данные
находятся в принятом с GPS-спутника альманахе). В геодезии метод вычисления
положения объекта по измерению его удаленности от точек с заданными
координатами называется трилатерацией (рис. 1).
Если известно расстояние А до одного спутника, то координаты приемника определить нельзя (он может находиться в любой точке сферы радиусом А, описанной вокруг спутника. Пусть известна удаленность В приемника от второго спутника. В этом случае определение координат также не представляется возможным, т.к. объект находится на окружности, которая является пересечением двух сфер. Расстояние С до третьего спутника сокращает неопределенность в координатах до двух точек (обозначены двумя жирными точками на рис. 1). Этого уже достаточно для однозначного определения координат дело в том, что из двух возможных точек расположения приемника лишь одна находится на поверхности Земли (или в непосредственной близости от нее), а вторая, ложная, оказывается либо глубоко внутри Земли, либо очень высоко над ее поверхностью. Таким образом, для трехмерной навигации теоретически достаточно знать расстояния от приемника до 3 спутников.
Однако все не так просто. Приведенные выше рассуждения рассматривались для случая, когда расстояния от точки наблюдения до спутников были известны с абсолютной точностью. Разумеется, на практике всегда есть некоторая погрешность измерений (невязка) например, из-за неточной синхронизации часов приемника и спутника, зависимости скорости света от состояния атмосферы и др. Поэтому для определения трехмерных координат GPS-приемника используются не 3, а, как минимум, 4 спутника. Получив сигнал от 4 (или более) спутников, GPS-приемник ищет точку пересечения соответствующих сфер. Если такой точки нет, процессор GPS-приемника начинает методом последовательных приближений корректировать свои часы до тех пор, пока не добьется пересечения всех сфер в одной точке.
Современные GPS-устройства обычно оснащены 6-8 приемниками, что позволяет отслеживать, практически, все навигационные спутники, находящиеся в зоне радиовидимости объекта. Если каналов меньше, чем наблюдаемых спутников, автоматически выбирается наиболее оптимальное сочетание спутников. В режиме 2D устанавливаются широта и долгота (высота считается известной). При этом достаточно присутствия в зоне радиовидимости 3 спутников. Для определения пространственных координат абонента (режим 3D) требуется, чтобы в соответствующей зоне находились не менее 4 спутников. Гарантируются время обнаружения не более 3-4 мин и погрешность вычисления координат не более 100 м. Учитывая эту погрешность, навигатор выдаёт пользователю точку на карте, окружённою областью, подразумевающую эту самую погрешность.
Стоит отметить, что для точного вычисления расстояния часы GPS приемника и GPS спутника должны быть синхронизированы с высокой точностью. Отличие даже в несколько микросекунд приводят к ошибке в несколько десятков километров, а это в свою очередь вносит погрешность в вычисление позиции.
Как известно, спутниковая GPS-система оплачивается и находится под контролем Департамента обороны США, который зарезервировал предельную точность исключительно для своих военных целей. Для этого передаваемый спутниками сигнал кодируется с помощью специального Р-кода, который может быть декодирован только военными GPS-приемниками. В дополнение к этому, в сигналы времени от спутниковых атомных часов добавляется случайная ошибка, которая искажает полученные значения координат. В результате точность гражданских GPS- премников ухудшается более чем в 10 раз по сравнению с военными и составляет около 50–150 м. Для того, чтобы в ряде случаев можно было «обойти» ограничения, наложенные Департаментом обороны США, некоторые специальные службы (например, береговая охрана США) установили сеть фиксированных т.н. «дифференциальных» радио-буев. Каждый из них постоянно регистрирует сигналы GPS-спутников и сравнивает рассчитанные координаты со своим известным постоянным местоположением. Вычисленная таким образом ошибка передается радио- буем на фиксированной частоте в виде специального сигнала. Если этот сигнал поймать с помощью дополнительного «дифференциального» приемника, подключенного к GPS-навигатору, то последний может внести соответствующую поправку и определить координаты с точностью около 1 метра. В последнее время такие службы получают все большее распространение в западных странах, однако их услуги часто бывают платными.
На территории США и Канады имеются станции WAAS, передающие поправки для дифференциального режима, что позволяет снизить погрешность до 1-2 метров на территории этих стран. При использовании более сложных дифференциальных режимов, точность определения координат можно довести до 10 см. К сожалению, точность любой спутниковой навигационной системы (СНС) сильно зависит от открытости пространства, от высоты используемых спутников над горизонтом.
Каждый GPS-спутник излучает на двух частотах (L1 и L2) специальный навигационный сигнал в виде фазоманипулированной псевдослучайной последовательности. В сигнале зашифровываются два вида кода. Один из них - код С/А (coarse/acquisition, или clear/acquisition) - доступен широкому кругу гражданских потребителей. Он позволяет получать лишь приблизительную оценку местоположения, поэтому называется "грубым" кодом. Передача кода С/А осуществляется на частоте L1 с использованием фазовой манипуляции псевдослучайной последовательности длиной 1023 символа. Защита от ошибок обеспечивается с помощью кода Гоулда.
Другой код - P (precision code), обеспечивает более точное вычисление координат, но пользоваться им способны не все. В основном P-код предоставляется военным и федеральным службам США. Этот код передается на частоте L2 с применением сверхдлинной псевдослучайной последовательности с периодом повторения 267 дней.
GPS обеспечивает единый мировой стандарт для измерения пространства и времени. Точность системы позволяет самолетам летать ближе друг к другу, по более прямым маршрутам, повышает безопасность полетов.
Альманах в приемном устройстве, который обновляется корректирующими сигналами со спутников, определяет, где именно находятся сейчас спутники.
Данные эфимериса, постоянно передаваемые каждым спутником, содержат такую важную информацию, как состояние спутника (рабочее или нерабочее), текущую
дату и время.
24 спутника вращаются вокруг Земли на высоте около 20000 км. На каждой из 6 орбитальных плоскостей располагается по 4 спутника. (рис. 2)
Несмотря
на то, что орбиты точно выверены, ошибки все же случаются, и спутники передают
на приемники GPS навигационные поправки для обновления альманахов.
Навигационные поправки сообщаются спутникам наземными станциями, которые
непрерывно следят за их местоположением и скоростью.
Таким образом, в представленной части работы мы рассмотрели основные принципы работы GPS.
1.4 Система спутниковой навигации ГЛОНАСС
ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) – российская спутниковая система. Обеспечивает определение пространственно-временных координат как движущихся, так и стационарных объектов в любой точке земного шара. Система ГЛОНАСС с высокой точностью (до 2,8 м) определяет местоположение объектов (включая составляющие скорости), вне зависимости от климатических факторов.
Доступ к гражданским сигналам ГЛОНАСС, которыми российская спутниковая система покрывает всю поверхность Земли, в соответствии с Указом Президента РФ предоставляется бесплатно и без ограничений как российским, так и зарубежным гражданам.
Основа спутниковой группировки ГЛОНАСС – 24 космических аппарата, которые перемещаются над поверхностью нашей планеты в трех орбитальных плоскостях.
Система ГЛОНАСС была разработана по заказу Министерства обороны СССР. Проект по созданию отечественной спутниковой навигационной системы стартовал сразу после принятия в декабре 1976 года. Постановления ЦК КПСС и Совета министров СССР.
Создание этой навигационной системы было предопределено потребностями новых потенциальных потребителей, прежде всего военных, нуждавшихся в высокоточной привязке своего положения во времени и пространстве.
В 1976 г. на вооружение Советской Армии была принята навигационно-связная система "Циклон-Б" в составе шести космических аппаратов (КА) "Парус", обращающихся на околополярных орбитах высотой 1000 км. Позже, через три года была сдана в эксплуатацию спутниковая радионавигационная система (СРНС) "Цикада" в составе четырех космических аппаратов на орбитах того же класса, что и у КА "Парус". И если первая система использовалась исключительно в интересах Министерства обороны СССР, то вторая предназначалась, главным образом, для навигации гражданских морских судов.
12 октября 1982 года на орбиту был запущен первый спутник ГЛОНАСС «Ураган». 4 апреля 1991 года спутниковая группировка ГЛОНАСС уже включала 12 космических аппаратов, летающих в двух орбитальных плоскостях. 24 сентября 1993 года система ГЛОНАСС официально принята в промышленную эксплуатацию.
1.5 Основные принципы работы системы ГЛОНАСС
Спутники системы ГЛОНАСС непрерывно излучают навигационные сигналы двух типов: навигационный сигнал стандартной точности (СТ) в диапазоне L1 (1,6 ГГц) и навигационный сигнал высокой точности (ВТ) в диапазонах L1 и L2 (1,2 ГГц).
Навигационное сообщение СНС ГЛОНАСС иерархически структурировано в виде строк, кадров и суперкадров. Строка навигационного сообщения имеет длительность 2 с (вместе с меткой времени) и содержит 85 двоичных символов, передаваемых в относительном коде. Структура навигационного сигнала СНС ГЛОНАСС обеспечивает более быстрое обновление (или первичный прием) альманаха за счет меньшей длительности суперкадров (2,5 мин) по сравнению с GPS (12,5 мин).
На этапе проектировании для системы ГЛОНАСС был принят частотный метод разделения сигналов различных космических аппаратов: каждый из них использует свою пару несущих частот, одна из которых принадлежит диапазону L1,другая диапазону L2.
Информация, предоставляемая навигационным сигналом, доступна всем потребителям на постоянной и глобальной основе и обеспечивает, при использовании приемников ГЛОНАСС возможность определения:
· горизонтальных координат с точностью 50-70 м
· вертикальных координат с точностью 70 м
· составляющих вектора скорости с точностью 15 см/с
· точного времени с точностью 0,7 мкс
Сигнал ВТ предназначен, как и в случае с GPS, для потребителей Министерства обороны. Вопрос о предоставлении сигнала ВТ гражданским потребителям находится в стадии рассмотрения.
Согласно данным СДКМ ошибки навигационных определений ГЛОНАСС ( по долготе и широте составляют 3—6 м .
Для определения пространственных координат и точного времени требуется принять и обработать навигационные сигналы не менее чем от 4-х спутников ГЛОНАСС. При приеме навигационных радиосигналов ГЛОНАСС приемник, используя известные радиотехнические методы, измеряет дальности до видимых спутников и измеряет скорости их движения.
Одновременно с проведением измерений в приемнике выполняется автоматическая обработка содержащихся в каждом навигационном радиосигнале меток времени и цифровой информации. Цифровая информация описывает положение данного спутника в пространстве и времени (эфемериды) относительно единой для системы шкалы времени и в геоцентрической связанной декартовой системе координат. Результаты измерений и принятая цифровая информация являются исходными данными для решения навигационной задачи по определению координат и параметров движения. Навигационная задача решается автоматически в вычислительном устройстве приемника. В результате решения определяются три координаты местоположения потребителя, что можно представить системой уравнений в следующем виде:
![]()
![]()
![]()
где
– координаты приёмника,
и
—
координаты спутника.
Решив систему уравнений, мы получаем 2 точки, одна из которых отбрасывается, так как, как и в случае с американской НС, одна из точек будет расположена либо в воздухе, либо под землей, что не соответствует нашим требованиям о нахождении на поверхности Земли.
Таким образом, мы можем сделать вывод, что принцип работы российской и американской систем похож: местоположение объекта определяется по времени, необходимому сигналу для того, чтобы от спутника достичь антенны трекера.
2.1 Преимущества и недостатки систем
Для вычисления координат и получения точного времени приёмник должен получать сигналы как минимум от 4 спутников, поэтому навигация с помощью таких приёмников возможна только в местах, где имеется прямая радиовидимость хотя бы части небесной сферы. Приемники со сверхвысокой чувствительностью способны принимать сигналы и в затененных областях (в лесу, на узких городских улицах, под мостами, в помещениях с легкими перекрытиями и т.д.), что позволяет расширить сферу применения GPS-навигации. Отсюда можно выделить следующие достоинства и недостатки навигационных систем.
Преимущества системы GPS
· Наличие стандартных протоколов представления навигационной информации дает возможность использовать существующее специализированное программное обеспечение с GPS-приемниками разных производителей и в разных странах
· Позиционирование происходит с меньшей погрешностью, чем у ГЛОНАСС (в среднем 4 м, а для спутников последнего поколения – 60–90 см).
Недостатки системы GPS
· Для точного позиционирования требуется работа корректирующих станций.
· Низкий угол наклона не обеспечивает хорошего сигнала и точного позиционирования в полярных областях и высоких широтах.
· Право управления системой принадлежит военным, в свою очередь они могут искажать сигнал или вообще отключить GPS для гражданских лиц или для других стран в случае конфликта с ними. Поэтому, хотя GPS для транспорта точнее и удобнее, но ГЛОНАСС – надежнее.
Преимущества системы ГЛОНАСС
· Система создана в России, поэтому обеспечивает уверенный прием сигнала и точность позиционирования в северных широтах. Это достигается за счет большего угла наклона спутниковых орбит.
· ГЛОНАСС – это отечественная система, и останется доступной для россиян в случае отключения GPS.
· ГЛОНАСС отличается большей точностью в условиях северных регионов. Это объясняется тем, что значительные войсковые группировки СССР, а впоследствии и России, были расположены именно на севере страны. Поэтому и механика ГЛОНАСС рассчитывалась с учетом точности в таких условиях.
· Для бесперебойной работы системе ГЛОНАСС не требуются корректирующие станции, спутники ГЛОНАСС подвижны относительно Земли, поэтому проблема корректировки координат отсутствует изначально.
· Продолжительность службы российских спутников ниже, чем американских, они чаще нуждаются в ремонте, поэтому точность навигации в ряде областей снижается.
· Спутниковый мониторинг транспорта ГЛОНАСС дороже, чем GPS из-за высокой стоимости устройств, адаптированных к работе с отечественной системой позиционирования.
· Не используется в смартфонах, т.к. модули ГЛОНАСС проектировали для навигаторов.
2.2 Основные отличия систем мониторинга ГЛОНАСС от GPS
Американская и Российская системы между собой очень похожи и отличаются лишь в некоторых моментах.
Ключевые отличия:
· Количество космических аппаратов на орбите, а также резервных аппаратов.
· Расположение спутников на орбитах. GPS спутники находятся на шести плоскостях по четыре аппарата на каждой параллели, ГЛОНАСС располагает восемью спутниками в трех плоскостях. Кроме того GPS вращаются с землей синхронно, а ГЛОНАСС независимо.
· Сигналы спутников переносятся на различных частотах, но некоторые сигналы систем передаются в очень близких диапазонах.
Прочие характеристики систем весьма схожи, т.к. системы базируются на одних принципах работы.
Отличия работы и точность позиционирования:
· Погрешность в работе спутниковой навигации для некоторых является решающим фактором выбора между ГЛОНАСС и GPS. В этом плане американская система работает более точно – 2-4 метра против 3-6. При использовании сигналов сразу от двух систем точность увеличивается до 1,5 – 3 метра.
· Отрицательным качеством ГЛОНАСС является и то, что сигнал доступен не во всех точках мира. Но проблема решаема – необходимо большее количество наземных точек, которые со временем будут установлены.
Общим недостатком использования любой радионавигационной системы является то, что при определённых условиях сигнал может не доходить до приёмника, или приходить со значительными искажениями или задержками.
ГЛОНАСС разработана специально для российских широт и потенциально способна обеспечить высокую точность, из-за ее недоукомплектованности спутниками реальное преимущество пока на стороне GPS. Плюсы американской системы – это доступность и широкий выбор устройств с поддержкой GPS.
Общее направление модернизации обоих спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС связано с улучшением сервиса, предоставляемого пользователям, повышением срока службы и надёжностью бортовой аппаратуры спутников, улучшением совместимости с другими радиотехническими системами и развитием дифференциальных подсистем. Общее направление развития систем GPS и Глонасс совпадает, но динамика и достигнутые результаты сильно отличаются.
Наилучшим вариантом развития двух систем станет совмещение ГЛОНАСС и GPS. Используя в навигационной системе подключение к спутникам GPS и ГЛОНАСС одновременно, можно добиться трех главных преимуществ.
· Высокая точность. Система, анализируя текущие данные, может выбрать наиболее верные из имеющихся. Например, на широте Москвы максимальную точность сейчас обеспечивает GPS, в то время как в Мурманске по этому параметру лидером станет ГЛОНАСС.
· Максимальная надежность. Обе системы работают на разных каналах,поэтому, столкнувшись с преднамеренным глушением или посторонним засорением помехами эфира в диапазоне GPS (как в более распространенном), система сохранит возможность геопозиционирования по сети ГЛОНАСС.
· Независимость. Так как и GPS, и ГЛОНАСС изначально являются военными системами, пользователь может столкнуться с лишением доступа к одной из сетей. Для этого разработчику достаточно ввести программные ограничения в реализацию протокола связи. Для российского потребителя ГЛОНАСС становится в какой-то мере резервным способом работы в случае недоступности GPS.
Целый ряд предпосылок существенно облегчает интеграцию двух систем, в частности, приводя лишь к незначительному усложнению и удорожанию комбинированных приемников ГЛОНАСС-GPS. К таким предпосылкам можно отнести:
· схожесть принципов синхронизации и измерения навигационных параметров;
· малое различие в используемых системах координат;
· близкий частотный диапазон;
· готовность правительств России и США предоставить системы для использования различными потребителями мирового сообщества.
Можно только предполагать, какое развитие получит навигация в будущем. Возможно, все движение, в том числе и личный транспорт, будет управляться автоматическими компьютерными системами, и навигация будет контролировать перемещения, не давая сбиться с пути и предупреждая столкновения с другими объектами. Возможно, на смену GPS и ГЛОНАСС придет более совершенная технология, позволяющая получать сигнал на глубине нескольких километров и не теряющая точности от внешних факторов. Развитие в этой области только начинается.
Список использованной литературы
1.Богданов В.А., Сорочинский В.А., Якшевич Е.В. Спутниковые системы морской навигации., 1987.
2.Каршаков А.П. Система спутниковой навигации ГЛОНАСС, ДМК-Пресс, 2018.
3.Липкин И.А. Спутниковые навигационные системы, 2001.
4.Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации, 2000.
5.В.Н. Харисов, А.И. Перов, В.А. Болдин Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС, 1998.
6.Электронный ресурс: Информационно-аналитический центр координатно временного и навигационного обеспечения. Прикладной потребительский центр ГЛОНАСС, 2005-2019 // URL: https://www.glonass-iac.ru/guide/ (дата обращения 22.10.2019)
7.Электронный ресурс: История создания систем спутниковой навигации / Неизвестный автор // Как работает система GPS. — 2009. URL:www.glonax.ru/history-gps.html (дата обращения 11.11.2019)
8.Электронный ресурс: Структура навигационного сообщения ГЛОНАСС,
// Морской сайт, 2019. URL: http://seaman-sea.ru/glonass/511-struktura-soobschenija.html
Что Вы хотите изменить?
Например: обновить оформление, добавить задания, изменить класс, сократить текст или адаптировать материал.
Что Вы хотите изменить?
Например: обновить оформление, добавить задания, изменить класс, сократить текст или адаптировать материал.
Профессия: Учитель биологии
В каталоге 7 705 курсов по разным направлениям
Учебник: «Астрономия (базовый уровень)», Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
Учебник: «Астрономия (базовый уровень)», Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
Тема: 2. Практические основы астрономии
Учебник: «Астрономия (базовый уровень)», Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
Учебник: «Астрономия (базовый уровень)», Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
Учебник: «Астрономия (базовый уровень)», Чаругин В.М.
Тема: Глава 1. Введение в астрономию
Учебник: «Астрономия (базовый уровень)», Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
Тема: Закон всемирного тяготения
Учебник: «Астрономия (базовый уровень)», Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.