Xарактеристики навигационной системы ГЛОНАСС
Что такое ГЛОНАСС и какие у данной системы характеристики?
Глобальная навигационная спутниковая система, далее по тексту ГЛОНАСС, является спутниковой системой отечественного производства, ранее разворачивалась для военной деятельности, после была применена и для гражданских целей.
Целью создания системы было определение пространственных координат и скорости движения объектов, расположенных на земле, а также водной или в воздушной среде.
Глобальные навигационные спутниковые системы имеют три части: космические аппараты, наземный комплекс контроля и управления, аппаратура пользователя – навигаторы. Спутниковая система ГЛОНАСС, одна из немногих, которая способна обеспечить всеобъемлющее покрытие Земли.
Число орбитальных плоскостей ГЛОНАСС равно трём. Высота над поверхностью Земли, на которой вращаются 24 спутника и три в запасе примерно 19100 километров. Период обращения, которых составляет 11 часов 15 минут и 44 секунды.
Спутник служит для передачи радиоволн, с помощью которых измеряет расстояние до антенны, расположенной над точкой, координаты которой необходимо определить.
На каждый спутник установлены высокоточные атомные часы, которые служат для создания координатно-временной системы. Для определения координаты точки (приёмника) на поверхности Земли оптимально иметь в «зоне видимости» четырёх орбитальных спутника, координаты которых известны. Приёмник, принимая сигнал, вычисляет расстояние до спутника, которое определяется с помощью часов, измеряющих время прохождения радиоволны от спутника до приёмника. Для этого необходимо чтобы время на спутнике и приёмнике было синхронизировано. В принципе для определения координаты точек может быть достаточно трёх спутников, но из-за расхождения во времени окружности, проведенные по радиус-расстояниям от двух спутников пересекутся в двух точках, а окружность, проведенная от третьего спутника, не даст однозначного решения задачи, так как не пересечёт ни одну из двух построенных точек. Использование четырёх (и более) с путников помогает избежать ошибок синхронизации часов приёмника и космического аппарата, при получении трёхмерных координат: широты, долготы, высоты, а также времени.
Система позволяет определить не только координат, но и траекторию движения объекта и его скорость. С помощью специальных приборов, установленных, например, в транспортное средство.
Сфера применения спутниковых систем – гражданский транспорт, космическая и военная отрасли, в строительстве и геодезии.
Спутники, входящие в космическую группировку ГЛОНАСС, передают сигнал постоянно, не требуя специального запроса со стороны пользователя, следовательно, любое количество приёмников способных принять и распознать сигнал необходимой частоты.
Система транслирует на Землю закрытый – сигнал высокой точности (ВТ-код, L2, имеющий частоту распространяемого кода 1.2 ГГц), это военный сигнал со специально зашифрованным кодом. И открытый – сигнал стандартной точности (СТ-код, L1, имеющий частоту распространяемого кода 1.6 ГГц).
Рассмотрим точность, с которой определяются координаты с помощью спутниковой системы. В плановом положении точность составляет: 3-6 метров, при условии, что местоположение определяется при помощи 5-7 космических аппаратов.
Наземный комплекс контроля и управления системы ГЛОНАСС включает в себя станции дифференциальной коррекции и мониторинга. Такие станции применяются для улучшения точности и ускорения времени определения координат на поверхности Земли. Данные станции размещены как на территории России, так и на территории стран-союзников.
На точность определения координат влияют следующие факторы: рельеф местности, застроенность территории, состояние атмосферы. Например, в зависимости от рельефа, точность может плавать от 5 до 10 и более метров. Из-за неоднородности рельефа в показаниях координат происходят некоторые неоднородные скачки. А из-за плотной высотной застройки мегаполисов радиосигнал приобретает многолучевость. Многократно отражаясь от различных поверхностей, что приводит к стометровым ошибкам в определении координат.
Существует специальный режим, повышающий точность определения координат (можно обиться даже точности в 10 сантиметров) Для этого вычисляются поправки на постоянных станциях, далее они передаются на приёмники, тем самым в разы повышая точность.
Даже имея высококачественный и дорогостоящий приёмник, можно не получить сведения о местоположении объекта. Причиной этого являются розного рода глушители радиосигналов. Это разновидность приборов подавляющие сигналы и препятствует, возможности отслеживания объекта.
Данный прибор создаёт частотные помехи в необходимом диапазоне. Вследствие этого отследить перемещение объекта не представляется возможным. Данный вид приборов работает на различных радиусах. Территория, на которой будет отсутствовать сигнал – это быть несколько метров (для частных автомобилистов) и военные специальные комплексы, например, СПН-4, предназначенная для защиты обширных территорий от ракетного нападения и бомбардировок.
Развитие системы ГЛОНАСС необходимо, для поддержания мирового престижа на международной космической арене. При внедрении систем позиционирования и отслеживания в военной отрасли, стала крайне перспективна отрасль беспилотных летательных аппаратов разведывательного, бомбардировочного характера, управляемых дистанционно. В настоящее время ГЛОНАСС является одной из лучших глобальных навигационных систем, удовлетворяющих по точности общественного потребителя в различных точках земного шара.
Размещено: 15.02.2017
