Sa pag-unlad ng mga atomic na orasan noong 1960, naging posible na gumamit ng isang network ng mga tiyak na naka-synchronize na mga signal transmitters para sa mga layunin ng nabigasyon. Noong 1964, sinimulan ng US Air Force ang pagbuo at pagsubok sa paggamit ng wideband signal na binago ng pseudo-random noise code para sa pagpoposisyon. Noong 1973, pinagsama ang mga programa ng Air Force sa isang karaniwan teknolohikal na programa"Navstar-GPS". Ngunit ang sistema ay ganap na na-deploy lamang noong 1995. Ngayon, ang GPS (Global Positioning System) ay may kasamang higit sa 30 mga artipisyal na satellite Lupa. Humigit-kumulang 100 kumpanya ang gumagawa ng 600 uri ng kagamitan sa pagtanggap, na ginagamit sa iba't ibang sektor ng aktibidad ng tao: mula sa paglipad at transportasyon hanggang sa konstruksyon at agrikultura. Ang pandaigdigang merkado ng pagbebenta para sa mga produktong nauugnay sa GPS ay humigit-kumulang $20 bilyon.
Ang GPS ay idinisenyo para sa mataas na katumpakan na pagtukoy ng tatlong mga coordinate ng lokasyon na bumubuo sa bilis at oras ng mga vector ng iba't ibang gumagalaw na bagay. Ang USA ay nagbibigay ng sistema sa karaniwang mode para sa sibil, komersyal at siyentipikong paggamit nang hindi naniningil ng espesyal na bayad. Ang space segment ay nabuo ng isang orbital group ng 31 spacecraft, na matatagpuan sa 6 na pabilog na orbit na may taas na halos 20 libong km. Ang orbital period ng spacecraft ay 12 oras.
SNS GLONASS
Ang mga pagsubok sa paglipad ng domestic medium-orbit navigation system ay nagsimula noong Oktubre 1982 sa paglulunsad ng Cosmos 1413 satellite. Noong 1995, ang deployment ng GLONASS SNS sa buong pagpupuno nito ng 24 spacecraft ay nakumpleto.
Ang sistema ng GLONASS ay maaaring marapat na tawaging pag-aari ng Russia, dahil dalawang bansa lamang sa mundo - ang USA at Russia - ang kayang bayaran ang isang bagay na tulad nito. Sa kasamaang palad, ang spacecraft ng Russia ay may mas maikling oras ng pagpapatakbo sa orbit kaysa sa mga Amerikano, samakatuwid, sa mga kondisyon ng mahinang pagpopondo, ang fleet ng GLONASS satellite ay nabawasan sa 10-12 na mga yunit, sa kabila ng katotohanan na ang minimum na kinakailangang bilang ng spacecraft sa orbit ay mapagkakatiwalaan. matukoy ang lokasyon ng mga bagay ay 18 spacecraft. Ang bagay ay pinalubha ng kakulangan ng mga receiver na gawa sa Russia na magagamit sa pangkalahatang mamimili. Bilang resulta, ang Estados Unidos ay nakinabang mula sa katulad Mga sistema ng GPS, at natalo ang Russia. SA mga nakaraang taon ang sitwasyon ay nagsimulang magbago para sa mas mahusay: ang Russian spacecraft na may mas mataas na buhay ng serbisyo (7-9 na taon) ay inilunsad sa orbit; noong 2007, isang desisyon ang ginawa upang dalhin ang konstelasyon ng kalawakan sa pinakamababang kinakailangang 18 spacecraft; Nagtatatag din kami ng produksyon ng mga kagamitan sa pagtanggap.
Ang pangunahing layunin ng ikalawang henerasyong GLONASS SNS ay ang pandaigdigang operational navigation ng ground-based na gumagalaw na mga bagay: lupa (lupa, dagat, hangin) at low-orbit space. Iyon ay, anumang bagay (barko, eroplano, kotse o isang pedestrian lamang) saanman sa ibabaw na espasyo sa anumang sandali sa oras ay may kakayahang matukoy ang mga parameter ng paggalaw nito sa loob lamang ng ilang segundo - tatlong mga coordinate at tatlong bahagi ng velocity vector .
Gumagamit ang GLONASS ng spacecraft sa mga pabilog na geocentric orbit na may taas na 19,100 km sa ibabaw ng mundo. Ang orbital period ng spacecraft ay 11 oras 15 minuto. Salamat sa paggamit ng atomic frequency standards sa onboard time at frequency standards ng spacecraft, tinitiyak ng system ang mutual synchronization ng radio signals na ibinubuga ng orbital group. Ang mobile object ay tumatanggap ng mga signal mula sa hindi bababa sa apat na radio-visible satellite at ginagamit upang sukatin ang hindi bababa sa apat na pseudo-range at radial pseudo-velocities. Ang mga resulta ng pagsukat at "ephemeris information" na natanggap mula sa bawat spacecraft ay ginagawang posible upang matukoy ang tatlong coordinate at tatlong bahagi ng velocity vector, pati na rin ang offset ng time scale ng object na may kaugnayan sa time scale ng spacecraft.
8.8.Katumpakan ng pagtukoy ng mga coordinate ng mga bagay
Sa panimula, ang katumpakan ng pagtukoy sa mga coordinate ng mga bagay gamit ang GPS at GLONASS ay humigit-kumulang pareho. Ang mga signal sa GPS system ay inilalabas sa dalas ng 1227 MHz at 1575 MHz, at GLONASS - 1250 MHz at 1600 MHz at naka-encode upang ayusin ang tinatawag na "selective (selective) access". Ang parehong signal ay gumagamit ng dalawang code. Ang una sa mga ito ay tinatawag na "madaling matukoy" sa GPS, at "karaniwang katumpakan" sa GLONASS. Ang pangalawang code sa GPS ay tinatawag na "sarado" (sa GLONASS - " mataas na katumpakan") at nilayon para sa awtorisadong paggamit.
Sinusubukang gawing hindi alternatibong satellite navigation system ang GPS para sa mga user sa buong mundo, noong Mayo 1, 2000, ang White House press service ay naglathala ng pahayag tungkol sa pagwawakas ng selective access na rehimen sa pambansang GPS GPS system, ngunit ang mga awtoridad ng US pinanatili ang karapatang piliing ibalik ito sa kanilang pagpapasya. batayan ng rehiyon. Ang UPS para sa pagtukoy ng mga coordinate ng mga bagay gamit ang parehong SNS GPS at GLONASS ay nasa loob ng 5-40 m, ang UPS para sa pagsukat ng bilis ay 0.04-0.2 knots, ang taas ay 8-60 m.
Malinaw na para sa paglutas ng ilang mga problema ang naturang katumpakan ay hindi maituturing na kasiya-siya, kaya ang isang kaugalian na mode ng pagpapatakbo ng mga medium-orbit na satellite ay ipinakilala. Ang kakanyahan ng mode na ito ay ang error sa pagtukoy ng isang lokasyon gamit ang SNS ay maaaring mabawasan sa sampu-sampung sentimetro sa pamamagitan ng kaagad na pagsukat at pagpapadala ng mga espesyal na pagwawasto na awtomatikong natatanggap at isinasaalang-alang sa kagamitan ng consumer ng serbisyo ng SNS. Maipapayo na sukatin ang mga pagwawasto sa mga nakatigil na bagay, at ang distansya at oras para sa pagdadala sa kanila sa mamimili ay hindi dapat lumampas sa 500 km at 20 minuto, ayon sa pagkakabanggit (dahil sa tinatawag na antas ng spatial at temporal na ugnayan). Ang nasabing mga nakatigil na bagay ay naging mga radio beacon na matatagpuan sa mga baybayin ng mga dagat at karagatan. Ang pag-install ng mga katulad na kagamitan ay nagsimula sa Russia. Ang paggalaw sa kahabaan ng isang artipisyal na channel na humahantong sa port ng St. Petersburg ay sinisiguro ng differential mode ng SNS, ang mga pagwawasto sa mga signal na kung saan ay ibinubuga ng Shepelevsky radio beacon na matatagpuan sa baybayin ng Gulpo ng Finland.
Bilang resulta ng paggamit ng differential mode ng SNS, naging posible sa prinsipyo na kontrolin ang anuman sasakyan(mula sa sasakyang panghimpapawid at sasakyan patungo sa barko) ng isang operator na matatagpuan sa labas ng pasilidad.
Proyekto Galileo
Ang mga bansa ng European Union ay nagsimulang mag-deploy ng civil global satellite na Galileo, batay sa kanilang sariling mga satellite. Ito ay dapat na:
1. malaya sa GPS, ngunit nakikipag-ugnayan dito;
2. pinamamahalaan sa ilalim ng internasyonal na kontrol (sinusubukan ng Estados Unidos na magtatag ng buo o bahagyang kontrol sa sistemang ito);
3. mas tumpak at naa-access, na may kakayahang mabilis na makakita at mag-abiso tungkol sa mga malfunction ng mga elemento ng system;
4. cost-effective;
5. bukas sa pakikilahok ng iba pang mga kasosyo, sa partikular na Russia (kamakailan lamang ay hindi tinatanggap ang aming pakikilahok sa proyekto).
Ang paglulunsad ng unang spacecraft ay naganap noong 2004, at ang pagsisimula ng operasyon ng system ay inaasahan sa 2008. Ayon sa mga eksperto, ang halaga ng trabaho sa programang Galileo hanggang 2008 ay magiging $2.5-3 bilyon, at ang taunang payback pagkatapos ng 2008 ay $150-210 milyon.
Ang Galileo ay binalak na magpadala ng isang pampublikong OAS (Open Access Service) signal at isa o dalawang kinokontrol na access na CAS (Controlled Access Service) signal. Ang signal ng OAS ay dapat na katumbas ng GPS at nagbibigay ng katumpakan na humigit-kumulang 10 m Ang impormasyong ito ay mananatiling libre hangga't ang GPS ay nananatiling libre. Ang mga CAS signal ay binabayaran, naka-encrypt, kinokontrol ng isang komersyal na kumpanya at nilayon para sa mga consumer na nangangailangan ng higit pa mataas na antas katumpakan, integridad at kumpiyansa para sa suporta sa buhay at iba pang espesyalidad na aplikasyon.
Sa CAS naman, dalawang antas ang posible. Ang CAS-1 ay bukas sa publiko para sa isang bayad, habang ang CAS-2 ay magagamit lamang sa mga customer ng gobyerno. Ipinapalagay na ang sistema ay magbibigay ng pagtukoy ng lokasyon na may katumpakan na 3-4 m.
Ang mga mapa ng papel ng lugar ay pinalitan ng mga elektronikong mapa, nabigasyon kung saan isinasagawa gamit ang GPS satellite system. Mula sa artikulong ito matututunan mo kung kailan lumitaw ang satellite navigation, kung ano ito ngayon at kung ano ang naghihintay dito sa malapit na hinaharap.
Mga unang kinakailangan
Noong Ikalawang Digmaang Pandaigdig, ang US at British flotilla ay nagkaroon ng malaking trump card - ang LORAN navigation system gamit ang mga radio beacon. Sa pagtatapos ng labanan, natanggap ng mga sibilyang barko ng mga bansang "pro-Western" ang teknolohiyang magagamit nila. Makalipas ang isang dekada, pinaandar ng USSR ang sagot nito - ang Chaika navigation system, batay sa mga radio beacon, ay ginagamit pa rin ngayon.
Ngunit ang pag-navigate sa lupa ay may mga makabuluhang disbentaha: ang hindi pantay na lupain ay nagiging isang balakid, at ang impluwensya ng ionosphere ay negatibong nakakaapekto sa oras ng paghahatid ng signal. Kung ang distansya sa pagitan ng navigation radio beacon at ng barko ay masyadong malaki, ang error sa pagtukoy ng mga coordinate ay maaaring masukat sa kilometro, na hindi katanggap-tanggap.
Ang mga ground-based na radio beacon ay pinalitan ng mga satellite navigation system para sa mga layuning militar, ang una, ang American Transit (isa pang pangalan para sa NAVSAT), ay inilunsad noong 1964. Tiniyak ng anim na low-orbit satellite ang katumpakan ng determinasyon ng coordinate na hanggang dalawang daang metro.
Noong 1976, inilunsad ng USSR ang isang katulad na sistema ng nabigasyon ng militar, Cyclone, at pagkaraan ng tatlong taon, isang sibilyan na tinatawag na Cicada. Ang malaking disbentaha ng maagang satellite navigation system ay magagamit lamang ang mga ito sa loob ng maikling panahon ng isang oras. Ang mga low-orbit satellite, at kahit na sa maliit na bilang, ay hindi nakapagbigay ng malawak na saklaw ng signal.
GPS vs. GLONASS
Noong 1974, inilunsad ng US Army sa orbit ang unang satellite ng bagong NAVSTAR navigation system, na kalaunan ay pinalitan ng pangalan na GPS (Global Positioning System). Noong kalagitnaan ng 1980s, ang teknolohiya ng GPS ay pinahintulutan na gamitin ng mga sibilyang barko at sasakyang panghimpapawid, ngunit sa mahabang panahon ay nakapagbigay sila ng hindi gaanong tumpak na pagpoposisyon kaysa sa mga militar. Dalawampu't apat GPS satellite, ang huling kinakailangan upang ganap na masakop ang ibabaw ng Earth, na inilunsad noong 1993.
Noong 1982, ipinakita ng USSR ang sagot nito - ito ay GLONASS (Global Navigation Satellite System) na teknolohiya. Ang pangwakas na ika-24 na GLONASS satellite ay pumasok sa orbit noong 1995, ngunit ang maikling buhay ng serbisyo ng mga satellite (tatlo hanggang limang taon) at hindi sapat na pondo para sa proyekto ay nag-alis ng sistema sa halos isang dekada. Posibleng maibalik ang saklaw ng GLONASS sa buong mundo noong 2010 lamang.
Upang maiwasan ang mga naturang pagkabigo, parehong GPS at GLONASS ngayon ay gumagamit ng 31 satellite: 24 pangunahing at 7 reserba, gaya ng sinasabi nila, kung sakali. Ang mga modernong satellite nabigasyon ay lumilipad sa taas na humigit-kumulang 20 libong km at namamahala sa pag-ikot sa Earth dalawang beses sa isang araw.
Paano gumagana ang GPS
Ang pagpoposisyon sa network ng GPS ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagsukat ng distansya mula sa receiver hanggang sa ilang mga satellite, ang lokasyon kung saan ay tiyak na kilala sa kasalukuyang sandali sa oras. Ang distansya sa satellite ay sinusukat sa pamamagitan ng pagpaparami ng pagkaantala ng signal sa bilis ng liwanag.
Ang komunikasyon sa unang satellite ay nagbibigay lamang ng impormasyon tungkol sa hanay ng mga posibleng lokasyon ng receiver. Ang intersection ng dalawang sphere ay magbibigay ng bilog, tatlo - dalawang puntos, at apat - ang tanging tamang punto sa mapa. Ang ating planeta ay kadalasang ginagamit bilang isa sa mga sphere, na nagpapahintulot sa pagpoposisyon sa tatlo lamang sa halip na apat na satellite. Sa teorya, katumpakan Pagpoposisyon ng GPS maaaring umabot ng 2 metro (sa pagsasanay, ang error ay mas malaki).
Ang bawat satellite ay nagpapadala ng malaking hanay ng impormasyon sa receiver: eksaktong oras at pagwawasto nito, almanac, ephemeris data at ionospheric na mga parameter. Ang isang tumpak na signal ng oras ay kinakailangan upang masukat ang pagkaantala sa pagitan ng pagpapadala at pagtanggap nito.
Ang mga satellite ng navigation ay nilagyan ng mga high-precision na cesium na orasan, habang ang mga receiver ay nilagyan ng hindi gaanong tumpak na mga orasan ng quartz. Samakatuwid, upang suriin ang oras, ang pakikipag-ugnayan ay ginawa gamit ang isang karagdagang (ikaapat) na satellite.
Ngunit ang mga orasan ng cesium ay maaari ding magkamali, kaya sinusuri ang mga ito laban sa mga orasan ng hydrogen na nakalagay sa lupa. Para sa bawat satellite, ang pagwawasto ng oras ay indibidwal na kinakalkula sa navigation system control center, na kasunod nito, kasama ang eksaktong oras ipinadala sa tatanggap.
Isa pa isang mahalagang sangkap Ang satellite navigation system ay isang almanac, na isang talahanayan ng mga parameter ng satellite orbit para sa susunod na buwan. Ang almanac, pati na rin ang pagwawasto ng oras, ay kinakalkula sa control center.
Nagpapadala rin ang mga satellite ng indibidwal na data ng ephemeris, batay sa kung saan kinakalkula ang mga orbital deviations. At dahil ang bilis ng liwanag ay hindi pare-pareho kahit saan maliban sa vacuum, ang pagkaantala ng signal sa ionosphere ay dapat isaalang-alang.
Ang paghahatid ng data sa network ng GPS ay mahigpit na isinasagawa sa dalawang frequency: 1575.42 MHz at 1224.60 MHz. Iba't ibang satellite ang nagbo-broadcast sa parehong frequency, ngunit gumagamit ng CDMA code division. Ibig sabihin, ingay lang ang satellite signal, na ma-decode lang kung mayroon kang naaangkop na PRN code.
Ang diskarte sa itaas ay ginagawang posible upang matiyak ang mataas na kaligtasan sa ingay at gumamit ng makitid saklaw ng dalas. Gayunpaman, kung minsan ang mga GPS receiver ay kailangan pa ring maghanap ng mga satellite sa loob ng mahabang panahon, na sanhi ng maraming dahilan.
Una, hindi alam ng receiver kung nasaan ang satellite, kung ito ay lumalayo o papalapit, at kung ano ang frequency offset ng signal nito. Pangalawa, ang pakikipag-ugnayan sa isang satellite ay itinuturing na matagumpay lamang kapag ito ay nakatanggap buong set impormasyon. Ang bilis ng paghahatid ng data sa network ng GPS ay bihirang lumampas sa 50 bps. At sa sandaling maputol ang signal dahil sa interference ng radyo, magsisimula muli ang paghahanap.
Ang hinaharap ng satellite navigation
Ngayon ang GPS at GLONASS ay malawakang ginagamit para sa mapayapang layunin at, sa katunayan, ay maaaring palitan. Ang pinakabagong navigation chips ay sumusuporta sa parehong mga pamantayan ng komunikasyon at kumonekta sa mga satellite na unang natagpuan.
Ang American GPS at Russian GLONASS ay malayo sa nag-iisang satellite navigation system sa mundo. Halimbawa, ang China, India at Japan ay nagsimulang mag-deploy ng kanilang sariling mga satellite system na tinatawag na BeiDou, IRNSS at QZSS, ayon sa pagkakabanggit, na gagana lamang sa loob ng kanilang mga bansa at samakatuwid ay nangangailangan ng medyo maliit na bilang ng mga satellite.
Ngunit ang pinakamalaking interes ay marahil ang proyekto ng Galileo, na binuo ng European Union at dapat na ilunsad sa buong kapangyarihan hanggang 2020. Sa una, ang Galileo ay ipinaglihi bilang isang purong European network, ngunit ang mga bansa sa Gitnang Silangan at Timog Amerika. Kaya, ang isang "ikatlong puwersa" ay maaaring lumitaw sa lalong madaling panahon sa pandaigdigang merkado ng CLO. Kung ang system na ito ay katugma sa mga umiiral na, at malamang na ito ay magiging, ang mga mamimili ay makikinabang lamang - ang bilis ng paghahanap ng mga satellite at ang katumpakan ng pagpoposisyon ay dapat tumaas.
39. Sns gps Navstar at Glonass.
GPS NAVSTAR (GPS).
Binubuo ng 24 na navigation satellite ng isang ground-based command at measurement complex ng consumer equipment. Ito ay isang global, all-weather, navigation system na nagbibigay ng pagpapasiya ng mga coordinate ng mga bagay na may mataas na katumpakan sa three-dimensional na malapit sa Earth space. Matatagpuan ang mga GPS satellite sa 6 na medium-high na orbit (altitude 20183) at may orbital period na 12 oras. Ang mga orbital na eroplano ay matatagpuan sa 60° na pagitan at nakahilig sa ekwador sa isang anggulo na 55°. Mayroong 4 na satellite sa bawat orbit, tatlong pangunahing at isang ekstra. Ang 18 satellite ay ang pinakamababang bilang upang matiyak ang visibility ng hindi bababa sa 4 na satellite sa bawat punto sa Earth. Ang sistema ay idinisenyo upang magbigay ng nabigasyon ng sasakyang panghimpapawid at mga barko at matukoy ang oras na may mataas na katumpakan. Mayroon itong 2 mode para sa pagtukoy sa posisyon ng sasakyang-dagat: 2D (pagtukoy sa mga parameter ng nabigasyon sa ibabaw ng Earth) at tatlong-dimensional na 3D (pagsusukat sa mga parameter ng nabigasyon ng mga bagay sa ibabaw ng Earth). Upang mahanap ang posisyon ng isang bagay sa three-dimensional na mode, kinakailangan upang sukatin ang mga parameter ng nabigasyon ng hindi bababa sa 4 na satellite, at sa dalawang-dimensional na nabigasyon - hindi bababa sa 3. Gumagamit ang system ng isang pseudo-rangefinder na paraan para sa pagtukoy ng posisyon at isang pseudo-radial-velocity na paraan para sa paghahanap ng bilis ng isang bagay. Ang mga signal ng nabigasyon ay inilalabas ng mga GPS satellite sa 2 frequency: F1=1575.42 at F2=1227.60 MHz. Radiation mode – tuloy-tuloy na may pseudonoise modulation. Ang mga signal ng nabigasyon ay isang protektadong P-code (precision code), na ibinubuga sa mga frequency F1, F2 at isang pampublikong C/A code (coarse at acquisition code), na inilalabas lamang sa frequency F1. Sa GPS, ang bawat satellite ay may sariling natatanging C/A code at natatanging P code. Ang ganitong uri ng satellite signal separation ay tinatawag na code separation. Nagbibigay ang GPS ng dalawang antas ng serbisyo sa customer: tiyak na mga kahulugan(PPS – precise positioning service) at standard definitions (SPS – Standard positioning service), PPS ay nakabatay sa tumpak na P-code, at SPS ay batay sa pampublikong C/A-code. Ang antas ng serbisyo ng PPS ay ibinibigay sa mga serbisyong militar at pederal ng US, at ang SPS ay ibinibigay sa pangkalahatang sibilyang mamimili. Bilang karagdagan sa mga P at S/A code, ang satellite ay regular na nagpapadala ng mensahe na naglalaman ng impormasyon tungkol sa estado ng satellite, ephemeris nito, oras ng system, pagtataya ng pagkaantala ng ionospheric, at mga tagapagpahiwatig ng pagganap. Ang mga pangunahing pinagmumulan ng mga error na nakakaapekto sa katumpakan ng on-board na kagamitan para sa mass consumer ay:
ionospheric error na sanhi ng mga pagkaantala sa pagpapalaganap ng mga radio wave sa itaas na mga layer ng atmospera, na humantong sa mga error sa pagtukoy ng posisyon ng pagkakasunud-sunod ng 20-30 m sa araw at 3-6 m sa gabi;
tropospheric error, sanhi ng mga distortion sa pagpasa ng mga radio wave sa mas mababang mga layer ng atmospera. Hindi sila lalampas sa 30 m;
ephemeris error dahil sa pagkakaiba sa pagitan ng kinakalkula at aktwal na mga posisyon ng satellite, na hindi hihigit sa 3 m;
Ang error sa pagtukoy ng distansya sa satellite ay karaniwang hindi lalampas sa 10 m.
Ang root mean square value ng selective access mode error (isang artipisyal na error na ipinakilala bago ang 2000 para sa magaspang na mga sukat ng nabigasyon) ay humigit-kumulang 30 m ay dapat ding bigyan ng pansin sa pana-panahong paglitaw ng PDOP (Position dilution of precision) na mga zone sa mga zone. system, kung saan walang ipinahayag na katumpakan ng nabigasyon ay sinisiguro. Ang mga zone na ito ay nangyayari sa loob ng 5-15 minuto sa hanay ng 30-50 degrees hilagang latitude. Ang pangunahing paraan upang mapahusay ang katumpakan ng mga pagtukoy sa lokasyon ng GPS sa SPS mode ay ang paggamit ng prinsipyo ng mga sukat ng differential navigation. Ang differential method (DGPS) ay ipinatupad gamit ang isang reference station na may mga kilalang coordinate, na naka-install sa lugar ng lokasyon. Ang isang control GPS receiver ay matatagpuan sa istasyon. Sa pamamagitan ng paghahambing sa mga kilalang coordinate nito sa mga nasusukat, ang control GPS receiver ay bumubuo ng mga pagwawasto na ipinapadala sa mga consumer sa pamamagitan ng isang radio channel. Sa kasong ito, ang kagamitan ng consumer ay dapat na dagdagan ng isang radio receiver upang makatanggap ng differential corrections. Ang mga pagwawasto na natanggap mula sa istasyon ng sanggunian ay awtomatikong ipinasok sa mga resulta ng pagsukat. Pinapayagan ka nitong maitatag ang mga coordinate ng isang bagay sa lugar ng istasyon ng sanggunian na may katumpakan na 1-5 m Ang katumpakan ng mga pagpapasiya ng DGPS ay nakasalalay sa mga katangian ng istasyon ng sanggunian at sa distansya mula sa bagay hanggang sa. istasyon ng sanggunian. Para sa kadahilanang ito, inirerekomenda na hanapin ang istasyon ng sanggunian nang hindi hihigit sa 500 km mula sa bagay. Ang isang makabuluhang problema na nagpapababa sa pagiging epektibo ng GPS system ay ang hindi kawastuhan ng mga geodetic survey ng ilang mga rehiyon ng Earth. Kinakatawan ng GPS ang mga coordinate ng mga makikilalang bagay sa WGS-84 World Geographic System. May mga pagwawasto para sa paglipat mula sa sistemang ito sa isang bilang ng iba pang mga geodetic system, ngunit hindi sa lahat. Sa ilang mga rehiyon ng Earth (halimbawa, ang mga isla ng Timog-silangang Asya), na sinuri sa malayong nakaraan, dahil sa malalaking pagkakamali sa mga reference point ng geodetic network, ang pagkakaiba sa pagitan ng coordinate system ng mga mapa at WGS-84 maaaring makabuluhan. Dahil sa kakulangan ng mga pagwawasto, ang posisyon ng barko sa WGS-84 system, na inilipat sa naturang tsart, ay maaaring mapunta sa baybayin.
Sobyet na pandaigdigang satellite navigation system na GLONASS ay binubuo ng 24 na satellite, isang hindi makalupa na command at measurement complex at isang global, all-weather, navigation system na nagsisiguro sa pagtukoy ng mga coordinate ng mga bagay na may mataas na katumpakan sa three-dimensional near-Earth space. Ang buong operasyon ng GLONASS ay nagsimula noong Enero 1996. Ang mga satellite ng GLONASS ay matatagpuan sa tatlong medium-high na orbit (altitude 29100) at mayroong orbital period na 11 oras 15 minuto. Ang mga orbital na eroplano ay matatagpuan sa 120° na pagitan at nakahilig sa ekwador sa isang anggulo na 64.8°. Mayroong 8 satellite sa bawat orbit. Ang bawat satellite ay naglalabas ng impormasyon tungkol sa eksaktong posisyon nito at impormasyon tungkol sa mga posisyon ng iba pang mga satellite. Ang mga signal ng nabigasyon ay inilalabas ng mga GLONASS satellite sa dalawang frequency ng carrier: F1 at F2. Ang F1 frequency value ng lahat ng GLONASS satellite ay nasa hanay na 1602.6-1615.5 MHz at naiiba para sa iba't ibang satellite ng multiple na 0.5625 MHz. Alinsunod dito, ang mga halaga ng dalas ng F2 ay nasa hanay na 1246.4-1256.5 MHz at naiiba para sa iba't ibang mga satellite sa pamamagitan ng isang multiple na 0.4375 MHz. Ang mga signal ng nabigasyon ay P-code, na ibinubuga sa mga frequency F1 at F2, at C/A-code, na inilalabas lamang sa frequency F1. Hindi tulad ng GPS, kung saan magkaiba ang P at C/A code para sa iba't ibang satellite, sa GLONASS ay pareho sila para sa lahat ng satellite. Kaya, sa kaibahan sa paraan ng code na ginamit sa GPS, ang GLONASS ay nagpapatupad ng isang frequency method para sa pagkilala sa mga signal ng satellite navigation. Ang GLONASS ay nagbibigay ng lugar sa P390 geodetic system. Ang pagkakaiba sa pagitan ng posisyon ng bagay sa P390 at WGS-84 ay hindi lalampas sa 15 m, sa average na ito ay 5 m Ang GLONASS system ay maaaring gamitin kasabay ng GPS (GPS at GLONASS global navigation satellite system - GNSS). Nagbibigay-daan ito, kumpara sa GPS, na pataasin ang katumpakan ng bilang ng mga naobserbahang satellite, pagbutihin ang geometry ng kanilang lokasyon sa matataas na latitude, at gamitin ang parehong GLONASS code sa mga kagamitan para sa mass consumer, na ginagawang posible na mas tumpak na isaalang-alang. isaalang-alang ang ionospheric error sa GPS.
"VM"-02-04
Paggamit satellite navigation system
para sa coordinate-time na suporta ng RF Armed Forces
Major General V.M. BURENOK, Doktor ng Teknikal na Agham
Captain 1st Rank E.L. KOREPANOV
Ang SATELLITE NAVIGATION SYSTEMS (SNS) ay kasalukuyang ang pinakamahalagang paraan coordinate-time support (CSO) ng mga sangay ng Armed Forces Russian Federation at iba pang ahensyang nagpapatupad ng batas. Sa pamamagitan ng CVO ipinapayong maunawaan ang isang medyo independiyenteng bahagi ng suporta sa nabigasyon para sa mga operasyon (mga operasyong pangkombat), na nilayon upang magbigay ng impormasyon sa mga mamimili tungkol sa kanilang lokasyon, oras at mga parameter ng paggalaw sa mga interes ng nabigasyon mismo at iba pang mga uri ng suporta: reconnaissance, topographical geodetic, cartographic, paghahanap at pagsagip, atbp.
Batay sa mga detalye ng mga consumer ng coordinate-time na impormasyon, maaari naming makilala ang mga sumusunod na uri ng KVO na nauugnay sa mga lugar ng aplikasyon: KVO sa mga interes ng mga nakatigil na mamimili upang makakuha ng tumpak na kasalukuyang heograpikal na coordinate mga punto ng ibabaw o bagay ng lupa para sa layunin ng topographic reference, geodetic survey ng lugar, pagmamapa, atbp.; KVO sa interes ng mga mobile consumer upang malutas ang mga problema sa pag-navigate sa dagat at mga bangkang ilog, pag-navigate sa himpapawid ng sasakyang panghimpapawid, pag-navigate ng mga sasakyang pang-ground mobile, gayundin ang paggabay ng mga high-precision na air, sea at ground-based na armas, airborne landings at cargo; KVO sa mga interes ng napaka-dynamic na mga mamimili upang malutas ang mga problema ng ballistic at ephemeris-time na suporta para sa paggamit ng mga sasakyang panglunsad, itaas na mga yugto, spacecraft, ballistic missiles;
KVO ng mga consumer para sa layunin ng time reference at frequency synchronization ng kanilang mga aksyon.
Sa Russia, ang paggamit ng consumer navigation equipment (CNA) ng GLONASS satellite navigation system ay ibinibigay para sa lahat ng sangay ng Armed Forces at sangay ng militar, pati na rin sa halos lahat ng mga promising na armas na magiging batayan ng pag-aaklas. kapangyarihan ng mga sangay ng Sandatahang Lakas ng Russia noong ika-21 siglo. Mapapansin ang mga sumusunod mga pakinabang ng paggamit ng SNS upang matiyak ang mataas na katumpakan na pagkasira ng target at pag-uutos at kontrol: pagtiyak ng mataas na katumpakan ng pagtama ng mga armas kapag tumatakbo laban sa mga nakatigil na target na may kilalang mga coordinate, anuman ang likas na katangian ng lupain at oras ng taon, pag-iilaw (oras ng araw), takip ng ulap at visibility (kondisyon ng panahon), configuration ng target at radar nito, thermal , visual at iba pang contrast; pagbabawas ng tagal ng paghahanda ng isang welga na may tumpak na mga armas; pagtaas ng saklaw ng pagpapaputok ng mga high-precision cruise missiles (dahil hindi na kailangang lumihis mula sa pinakamainam na ruta para sa paglipad sa mga lugar ng pagwawasto); ang kakayahang makipag-ugnayan nang may mataas na katumpakan sa mga aksyon ng kalawakan, hangin, dagat at lupa ng armadong digma sa iisang pandaigdigang sistema mga coordinate at oras, atbp.
Ang isang mahalagang lugar ng paggamit ng NAP SNS GLONASS ay upang magbigay ng mga sukat ng tilapon sa panahon ng paglulunsad ng mga ballistic missiles, paglulunsad ng mga sasakyan at itaas na mga yugto. Ang paggamit ng isang trajectory measurement system batay sa NAP SNS GLONASS, pagkatapos makumpirma ang mga katangian nito, ay magiging posible na praktikal na abandunahin ang ground-based na complex ng mga sukat ng trajectory. Habang nagse-save ng parehong mga gastos sa pananalapi at mga mapagkukunan ng tao, titiyakin nito ang pandaigdigang pagsukat, na mahalaga kapag nagsasagawa ng mga paglulunsad mula sa mga posisyon ng paglulunsad sa dagat at sa mga hanay ng azimuth ng paglulunsad na hindi saklaw ng mga sukat sa pamamagitan ng mga umiiral na paraan.
Ang pagsusuri ng umiiral na katawagan ng domestic NAP SNS, na ginagamit para sa suporta sa pag-navigate para sa mga mamimili ng militar, ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng isang numero mga problema sa kanilang paglikha at aplikasyon.
Ang una ay ang mababang dami ng mga supply ng NAL SNS, bilang resulta kung saan ang aktwal na kagamitan ng mga mamimili ng militar na may mga kagamitan sa pag-navigate ay umaabot sa ilang porsyento, at ang NAP SNS na ginawa sa industriya ay hindi nagbibigay ng solusyon sa karamihan ng mga gawain sa kamay. . Ang Ground Forces ay nakakaranas ng isang partikular na matinding kakulangan ng NAP SNS set ng iba't ibang mga pagbabago.
Ang pangalawang problema ay ang hindi kasiya-siyang bigat, sukat at mga katangian ng katumpakan ng NAP SNS. Sa partikular, ang NAP "Period", na kasalukuyang ginagamit sa Ground Forces, ay may mass na 16.5 kg, at ang NAP SNS "Grot" (2.1 kg), na pinagtibay noong 2003, ay hindi pa naging laganap. Ang NAP SNS na ginamit para sa suporta sa nabigasyon ng mga operasyon at mga operasyong pangkombat ng Air Force ay may mga katulad na disadvantages (halimbawa, single-channel equipment A-724M). Ang mga low-orbit satellite navigation system na ginagamit sa Navy ay hindi nakakatugon sa mga kinakailangan ng maritime consumer sa mga tuntunin ng katumpakan, kakayahang magamit, integridad at pagpapatuloy ng suporta sa nabigasyon. NAP SNS GLONASS, na ginagamit sa Strategic Missile Forces para sa advance na geodetic na paghahanda ng mga positional na lugar at kapag sinusubukan ang mga bagong uri ng missile weapons, pati na rin sa Space Forces para sa nabigasyon at ballistic na suporta para sa kontrol ng spacecraft, ay may mga kawalan, ang kakanyahan nito ay ang pagkakaiba sa pagitan ng kinakailangan at aktwal na nakamit na mga katangian ng katumpakan at pagiging maaasahan, kakulangan ng mga pamamaraan para sa paggamit ng impormasyon sa pagwawasto para sa karaniwang komposisyon ng kagamitan, atbp.
Ang pangatlong problema ay ang pangangailangan na limitahan sa panahon ng kapayapaan ang pag-access sa impormasyon sa pagwawasto sa mga mamimili na walang karapatang gawin ito, at sa panahon ng mga operasyon at operasyon ng labanan - upang maiwasan o mabawasan ang pagiging epektibo ng paggamit ng differential navigation na paraan ng isang potensyal na kaaway .
Ang mga tatanggap ng SNS ay maaaring gamitin upang matukoy ang mga coordinate ng mga geographic na bagay, na, alinsunod sa Batas ng Russian Federation "Sa Mga Lihim ng Estado," ay tumutukoy sa naiuri na impormasyon. Sa pormal na paraan, ang pagpapatakbo ng kagamitang ito ay dapat na ipinagbabawal para sa lahat ng indibidwal at pinahihintulutan lamang mga legal na entity na may naaangkop na lisensya. Gayunpaman, ang limitasyong ito ay negatibong humahadlang sa paggamit ng SNA ng mga sibilyang mamimili. Bukod dito, ang mga pagkalugi sa ekonomiya ng Russia mula sa pagbabawal, sa aming opinyon, ay mas mataas kaysa sa posibleng pinsala na maaaring idulot bilang isang resulta ng hindi awtorisadong pagpapasiya ng mga coordinate ng mga bagay ng mga tatanggap ng SNA ng mga indibidwal. Ang Pamahalaan ng Russian Federation, sa pamamagitan ng resolusyon nito noong Marso 29, 1999, ay nag-utos ng mga pederal na katawan sangay ng ehekutibo suriin ang mga paghihigpit sa itaas, gayundin ang bumuo ng mga hakbang upang maiwasan ang posibleng pinsala sa pambansang seguridad kapag ginagamit mga indibidwal sa teritoryo ng bansa ng mga high-precision navigation aid.
Ang pang-apat na problema (marahil ang pinakamahirap) ay technological lag industriya ng Russia mula sa dayuhan. Ayon sa isang bilang ng mga scheme ng arkitektura, software at matematika mga teknikal na solusyon ang mga domestic development ay higit na mataas kaysa sa mga advanced na dayuhang bansa. Gayunpaman, domestic microelectronic produksyon teknolohiya base ng elemento na may mga kinakailangang topological na pamantayan na kinakailangan para sa paggawa ng moderno at hinaharap na GLONASS/GPS navigation equipment ay kasalukuyang hindi magagamit.
Ang pagbuo ng teknikal na kumplikadong kagamitan, na siyang NAP SNS at kagamitan para sa mga functional na karagdagan, ay imposible nang walang paggamit ng mga modernong elektronikong paraan at teknolohiya. Ang mga elektronikong sangkap na ginamit ay ganap na tinutukoy ang mga pangunahing katangian ng kagamitan tulad ng mga sukat, timbang, pagkonsumo ng kuryente.
Ang mga pangunahing uso sa pagbuo ng mga kagamitan sa nabigasyon para sa mga mamimili ng mga satellite navigation system ay microminiaturization, nabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya at nabawasan ang gastos. Ang pangunahing paraan upang makamit ang mga layuning ito ay ang paggamit ng espesyal na base ng elemento, pangunahin ang dalubhasang malaki integrated circuits(VLSI). Ang kakulangan ng elemental na base na kinakailangan para sa produksyon ng domestic NAP ay pumipilit sa mga tagagawa na bilhin ito sa ibang bansa. Ang paggamit ng mga produktong elektrikal at radyo na gawa sa ibang bansa sa mga domestic na armas at kagamitang militar ay isang kinakailangang panukala dahil sa estado ng krisis ng industriya ng electronics at ang pinakamalaking sub-industriya nito - microelectronics. Upang i-streamline ang prosesong ito, inaprubahan ng Ministro ng Depensa noong 2001 ang Instruksyon sa pamamaraan para sa paggamit ng mga electronic module, mga bahagi at istrukturang materyales ng dayuhang paggawa sa mga system, complex, armas at kagamitang militar at ang kanilang mga bahagi.
Ang paggamit ng mga produktong de-koryenteng radyo na gawa sa ibang bansa sa mga domestic na armas at kagamitang militar ay nangangailangan ng pangangailangang lutasin ang tatlong karagdagang problema: pagtiyak ng kalayaan sa teknolohiya; pagtatasa ng pagsunod sa mga kinakailangan na itinatag sa hanay ng mga pamantayan ng militar ng estado na "Klima-7"; pagtiyak ng seguridad ng impormasyon.
Ang pinaka-epektibong teknikal na solusyon sa larangan ng mga teknolohiya ng SNS ay kasalukuyang nakamit lamang para sa GPS system. Ang mga promising receiver ng system na ito ay binuo batay sa dalawa o tatlong ultra-large integrated circuit, na ginagawang posible na makamit ang mataas na mga katangian ng pagganap at mababang gastos, at kasama ang matagumpay na paggana ng GPS - at mahusay na pangangailangan sa merkado. Ang mga kasalukuyang GLONASS SNS signal receiver, dahil sa kakulangan ng naaangkop na espesyal na base ng elemento, ay 3-10 beses na mas mababa sa pagkonsumo ng enerhiya, mga katangian ng bigat at laki at gastos sa mga GPS receiver.
Ang solusyon sa problema ng paglikha ng isang modernong domestic element base ay batay sa pagpapakilala ng mga promising microelectronic na teknolohiya gamit ang pinakamahusay na mga tagumpay sa mundo disenyong tinutulungan ng computer at serial production ng mga electronic component at ang paglikha ng mga basic navigation modules batay sa mga ito. Pederal target na programa Ang "Global Navigation System" OJSC "Russian Institute of Radio Navigation and Time" ay ipinagkatiwala sa gawain ng pagbuo at pag-master ng paggawa ng VLSI, mga radio-electronic na bahagi at pangunahing mga module para sa NAP at functional na mga karagdagan sa GLONASS/GPS SNS. Ang mga domestic na negosyo na may pinakamalaking potensyal na siyentipiko, teknikal at teknolohikal ay kasangkot sa paglutas ng problemang ito bilang mga co-executor. Ang mga pangunahing layunin sa pag-unlad ay: pagtiyak mga mode ng pagtitipid ng enerhiya gumagana; pagliit ng oras ng unang pagpapasiya; pagtiyak ng operability ng kagamitan sa mababang antas ng mga signal ng SNS at interference; pagtiyak ng mataas na katumpakan at katatagan ng mga sukat ng mga pangunahing parameter ng radio navigation.
Ang isa pang problema sa larangan ng pag-unlad ng SNA ay makabuluhang saklaw at iba't-ibang disenyo kagamitan sa nabigasyon ng mamimili. Sa mga kondisyon ng limitadong mapagkukunan ng pananalapi, pinipigilan nito ang pagsangkap sa mga tropa at pwersang pandagat ng mga tinukoy na kagamitan at nangangailangan ng mga hakbang upang mapag-isa ito. Ang mga pangunahing layunin ay dapat na: bawasan ang mga gastos ng kanilang paglikha, pagbili, pagpapatakbo at teknikal na suporta; pagbabawas ng oras na kinakailangan para sa kanilang paglikha; pagtiyak sa pagiging tugma ng system at pagpapalitan ng mga kasangkapan at kanilang mga bahagi; pagbabawas ng mga gastos at pagbabawas ng pagiging kumplikado ng mga tauhan ng pagsasanay upang gumana sa mga kagamitan sa pag-navigate.
Ang mga halimbawa ng unang henerasyon na NAP SNS ay binuo na isinasaalang-alang ang mga kinakailangan para sa pag-iisa, ngunit ang in-plant na unification lamang ang ipinatupad sa kanila. Sa kasalukuyan, naubos na nila ang kanilang mapagkukunan, lipas na sa moralidad at, sa aming palagay, walang kabuluhan na magsagawa ng trabaho upang mapag-isa sila. Mukhang ipinapayong bumuo ng pinag-isang serye ng mga NAP na nilikha batay sa mga pangunahing modelo. Ang mga pangunahing modelo ng NAP ay mga sample na mayroong kinakailangang minimum ng mga teknikal na solusyon sa istruktura at ipinapatupad ng software na tumutukoy sa isang partikular na lugar ng aplikasyon. Pinapayagan ka nitong lumikha ng mga pagbabago ng NAP na isinasaalang-alang ang mga partikular na karagdagang kinakailangan. Ang bawat pinag-isang serye ay kumakatawan sa isang pagbuo ng pangunahing modelo sa isang direksyon o iba pa. Kasalukuyang umiiral na ilang pinag-isang serye ng NAP SNS.
Una . Isang pamilya ng mga sample na binuo ng NAVIS design bureau, na idinisenyo upang malutas ang medyo hindi-operasyonal na mga problema sa long-range navigation na likas sa Navy. Ginagawa ang dual-frequency modification na nakakatugon sa mga kinakailangan ng high-precision na pagtatalaga ng target, pati na rin ang coastal at short-range navigation. Ang isang dual-frequency modification ay ginagawa din upang malutas ang mga problema ng topographic at geodetic na suporta para sa RF Armed Forces. Bilang karagdagan, mayroong maliit na sukat na naisusuot na bersyon ng NAP SNS ng ganitong uri.
Pangalawa . Isang pamilya ng mga sample na binuo ng Research Institute ng KP, na idinisenyo upang malutas ang mga problema sa nadagdagan ang katumpakan at kahusayan, tulad ng topographic at geodetic na suporta para sa missile at artillery strike, pagtukoy ng lokasyon ng mobile motorized rifle at tank unit, suporta sa nabigasyon para sa mga aksyon ng airborne unit at lalo na ang mga special forces unit.
Pangatlo . Isang pamilya ng mga sample ng NAP na binuo ng Compass design bureau, na idinisenyo upang malutas ang mga problema sa Air Force.
Bilang karagdagan sa nabanggit, mayroong isang pinag-isang bilang ng NAP SNS na binuo ng OJSC RIVR para sa mga sibilyang mamimili, ang posibilidad na gamitin ang alin sa serbisyo sa RF Armed Forces ay kasalukuyang isinasaalang-alang.
Ang pangunahing uri ng unification ng NAL SNS ng ikalawang henerasyon ay ang inter-project na unification ng NAL at functional na mga tool sa karagdagan sa loob ng balangkas ng isang manufacturing enterprise. Ang pag-iisa sa pagitan ng mga negosyo ay halos hindi ginagamit. Pangunahin ito dahil sa mga tampok modernong disenyo at produksyon ng NAP ng mga kumpanya ng pagmamanupaktura batay sa paggamit ng pinalaki na mga module at mga elemento ng kanilang sariling disenyo. Bilang karagdagan, may mga paghihirap sa paglipat ng development enterprise sa iba pang mga kumpanya ng mga orihinal na teknolohiya para sa paggawa ng mga bahagi. Tanggalin ito makabuluhang pagkukulang nangangailangan ng solusyon sa loob ng balangkas ng repormang isinagawa sa defense-industrial complex.
Ang mga pangunahing promising na direksyon para sa pag-iisa ng mga sample ng NAL ng militar maaaring: pag-iisa ng mga functional na module, pangkalahatang, pagkonekta at mga sukat ng pag-install;
pag-iisa ng panlabas at panloob na mga protocol pagpapalitan ng impormasyon, user interface; pag-iisa ng listahan at nilalaman ng mga karaniwang proseso at pagpapatakbo ng paghahanda, kontrol, pagsubok at pagpapatupad ng basic mga target mga tulong sa pag-navigate; pagkakaisa ng software.
Ang malawakang paggamit ng lahat ng anyo ng pag-iisa ay makabuluhang magpapataas sa kahusayan ng paglikha at paggamit ng mga tulong sa pag-navigate ng mga mamimili ng militar.
Upang buod, mapapansin na upang mapataas ang antas ng suporta sa coordinate-time, pati na rin upang lubos na mapagtanto ang mga potensyal na kakayahan ng sistema ng GLONASS, kinakailangan na magsagawa ng isang pinag-isang estado at, una sa lahat, militar -teknikal na patakaran sa larangan ng aplikasyon ng satellite navigation system. Maipapayo na paigtingin ang gawain sa pagbuo ng mga pare-parehong kinakailangan para sa militar NAP SNA batay sa sistematikong interspecific na pananaliksik, ang pagpapakilala ng mga pamantayan na tumutukoy sa lahat ng pangunahing aspeto ng proseso ng pag-unlad at aplikasyon ng militar NAP SNA.
Upang magkomento kailangan mong magparehistro sa site.
