|
|
| * |
Телематика — комбинация телекоммуникаций и компьютерных технологий для дистанционной связи с удаленными объектами.
Перейти в глоссарий
|
|
|
Что такое GPS?
Система Глобального Позиционирования (Global Positioning System) имеет в своем составе 29 спутников (24 рабочих плюс 5 резервных) весом около 900 кг с орбитальным периодом в 12 часов на высоте примерно 20200 км от поверхности Земли. В шести различных плоскостях имеющих наклон к экватору в 55° , расположено по 4 спутника. Указанная высота необходима для обеспечения стабильности орбитального движения спутников и уменьшения фактора влияния сопротивления атмосферы.
Система GPS (официальное название — NAVSTAR) разработана по заказу и находится под управлением Министерства обороны США. В 1980-х систему открыли для гражданского использования.Система GPS работает при любых погодных условиях по всему миру 24 часа в сутки. С ее помощью можно с высокой степенью точности определять координаты и скорость подвижных объектов. За пользование услугами системы GPS не взимается ни абонентская плата, ни плата за подключение. Все, что нужно для пользования системой GPS — это приобрести GPS-приемник.
Как работает система GPS?
Министерство Обороны США осуществляет непрерывное слежение за спутниками. На каждом спутнике расположено несколько высокоточных атомных часов и они непрерывно передают радиосигналы с собственным уникальным идентификационным кодом. МО США имеет 4 станции слежения за спутниками, три станции связи и центр, осуществляющий контроль и управление за всем наземным сегментом системы. Станции слежения непрерывно отслеживают спутники и передают данные в центр управления. В центре управления вычисляются уточнённые элементы спутниковых орбит и коэффициенты поправок спутниковых шкал времени, после чего эти данные передаются по каналам станций связи на спутники по крайней мере один раз в сутки.
Расположение спутников на орбитах спланировано так, что в любой момент времени при отсутствии физических помех с Земли можно получать сигналы от 5 до 12 спутников. Поэтому GPS-приемники обычно поддерживают 5-12 каналов. GPS-приемники принимают навигационные сигналы, постоянно излучаемые спутниками, и вычисляют свое местоположение методом триангуляции. Приемник сравнивает время излучения сигнала со временем приема этого сигнала. Разность между этими величинами позволяет вычислить расстояние до спутника. Зная расстояние до нескольких спутников, GPS-приемник может определить свое местоположение и отобразить его на электронной карте. Принимая информацию по крайней мере от трех спутников, GPS-приемник может определить двухмерные координаты пользователя (широту и долготу). «Захватив» четыре и более спутников, прибор может определить трехмерные координаты (широту, долготу и высоту). Определив местоположение пользователя, приемник может вычислить такие величины, как скорость, путевой угол, траекторию, пройденное расстояние, расстояние до конечного пункта, время восхода и захода солнца и многое другое.
Точность системы GPS
Современные многоканальные GPS-приемники обеспечивают достаточно высокую точность. На точность определения местоположения GPS-приемником влияет расположение видимых спутников, а также ряд атмосферных и других факторов.
Что такое ГЛОНАСС?
Глобальная Навигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС) имеет в своей основе 24 спутника на высоте примерно 19100 км от поверхности Земли. В трех различных плоскостях имеющих наклон к экватору в 64,8° , расположено по 8 спутников. Указанная высота необходима для обеспечения стабильности орбитального движения спутников и уменьшения фактора влияния сопротивления атмосферы.
Система ГЛОНАСС разработана по заказу и находится под управлением Министерства обороны СССР/РФ. Первый спутник ГЛОНАСС был выведен Советским Союзом на орбиту 12 октября 1982 года. 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию. Система ГЛОНАСС работает при любых погодных условиях по всему миру 24 часа в сутки. С ее помощью можно с высокой степенью точности определять координаты и скорость подвижных объектов. За пользование услугами системы ГЛОНАСС не взимается ни абонентская плата, ни плата за подключение. Все, что нужно для пользования системой это приобрести ГЛОНАСС-приемник.
Как работает система ГЛОНАСС?
Министерство Обороны РФ осуществляет непрерывное слежение за спутниками. Для определения пространственных координат и точного времени требуется принять и обработать навигационные сигналы не менее чем от 4-х спутников ГЛОНАСС. При приёме навигационных радиосигналов ГЛОНАСС приёмник, используя известные радиотехнические методы, измеряет дальности до видимых спутников и измеряет скорости их движения. ГЛОНАСС-приемники принимают навигационные сигналы, постоянно излучаемые спутниками, и вычисляют свое местоположение методом триангуляции. Приемник сравнивает время излучения сигнала со временем приема этого сигнала. Разность между этими величинами позволяет вычислить расстояние до спутника. Зная расстояние до нескольких спутников, ГЛОНАСС-приемник может определить свое местоположение и отобразить его на электронной карте.
Одновременно с проведением измерений в приёмнике 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. Кроме того, цифровая информация описывает положение других спутников системы (альманах) в виде кеплеровских элементов их орбит и содержит некоторые другие параметры. 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 приёмника, при этом используется известный метод наименьших квадратов. В результате решения определяются три координаты местоположения потребителя, скорость его движения и осуществляется привязка шкалы времени потребителя к высокоточной шкале Универсального координированного времени (UTC).
Точность системы ГЛОНАСС
Современные многоканальные ГЛОНАСС-приемники обеспечивают достаточно высокую точность. 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). Информация, предоставляемая навигационным сигналом СТ, доступна всем потребителям на постоянной и глобальной основе и обеспечивает, при использовании приёмников ГЛОНАСС, возможность определения: горизонтальных координат с точностью (вероятность 99,7%); вертикальных координат с точностью 70 м (вероятность 99,7%); составляющих вектора скорости с точностью 15 см/с (вероятность 99,7%) точного времени с точностью 0,7 мкс (вероятность 99,7%). Сигнал ВТ предназначен, в основном, для потребителей Министерства обороны России, и его несанкционированное использование не рекомендуется.
|
|
|
|
