نظام الأقمار الصناعية العالمي GLONASS هو. Glonass أو GPS - إيجابيات وسلبيات. جلوناس للتحكم في النقل

لا يزال من الصعب تصديق أنه في عصر التجارة "الجامحة" لدينا، توجد فرصة مجانية تمامًا (في حالة توفر الوسائل التقنية) لتحديد موقعك في أي مكان في العالم. هذا أحد أعظم الاختراعات في القرن العشرين! تم تصميم هذا النظام الذي تبلغ قيمته عدة مليارات من الدولارات (يوجد اليوم العديد منها) في المقام الأول لصالح الدفاع (والعلم)، ولكن لم يمر وقت طويل جدًا وبدأ كل شخص تقريبًا في استخدامه كل يوم. نعني بملاح GPS جهاز استقبال راديو خاص لتحديد الإحداثيات الجغرافية للموقع الحالي (تحديد المواقع).

لقد دفعتني لكتابة هذا المنشور عبارة من سائح معروف في دوائر ضيقة حول الملاح Garmin Etrex 30x.
وهنا اقتباس من مقالته: "نظام الأقمار الصناعية: وضع GPS/GPS+Glonass/Demo. ألا يجعلك هذا تعتقد أنه لا يمكن تشغيل Glonass إلا؟ لذا فهو غير موجود. التعليمات لا تقول أي شيء عن هذا. يمكنك أن تأخذ Garmin بيد واحدة للمتعة فقط، وفي هاتف ذكي آخر مزود بـ Glonass، افتح شاشة عرض القمر الصناعي وحاول العثور على شاشات مماثلة. هذه مجرد محاكاة، لذلك لا يهم ما إذا كنت تقوم بتثبيت GPS أو GPS+GLONASS."
ما رأيك في هذا البيان؟ فقط لا تتعجل للتحقق على الفور. وبما أن المفاهيم "GPS" و"GLONASS" و"Garmin" تظهر هنا، فسيتعين علينا تغطية الموضوع بالكامل.

1- نظام تحديد المواقع
أول نظام تحديد المواقع العالمي كان نظام NAVSTAR الأمريكي والذي يعود تاريخه إلى عام 1973. بالفعل في عام 1978، تم إطلاق أول قمر صناعي، والذي يمكن اعتباره بداية عصر النظام العالمي لتحديد المواقع (GPS)، وفي عام 1993 تألفت الكوكبة المدارية من 24 مركبة فضائية (SV)، ولكن فقط في عام 2000 (بعد التعطيل) من وضع الوصول الانتقائي) بدأ التشغيل المنتظم للمستخدمين المدنيين.
تقع أقمار NAVSTAR على ارتفاع 20.200 كم وميل 55 درجة (في ستة مستويات) وفترة مدارية مدتها 11 ساعة و58 دقيقة. يستخدم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) النظام الجيوديسي العالمي لعام 1984 (WGS-84)، والذي أصبح نظام الإحداثيات القياسي للعالم بأسره. يحدد جميع الملاحين الموقع (إظهار الإحداثيات) في هذا النظام بشكل افتراضي.

تتكون الكوكبة حاليا من 32 قمرا صناعيا. الأقدم في النظام هو من 22 نوفمبر 1993، والأحدث (الأخير) هو 9 ديسمبر 2015.


()

2- جلوناس
بدأ نظام الملاحة المحلي بنظام الزيز المكون من أربعة أقمار صناعية في عام 1979. تم وضع نظام GLONASS قيد التشغيل التجريبي في عام 1993. وفي عام 1995، تم نشر كوكبة مدارية كاملة (24 قمرًا صناعيًا من الجيل الأول من طراز Glonass) وبدأ التشغيل العادي للنظام. منذ عام 2004، تم إطلاق الأقمار الصناعية الجديدة Glonass-M، والتي تبث إشارتين مدنيتين على الترددات L1 وL2.
تقع أقمار GLONASS الصناعية على ارتفاع 19400 كم وميل 64.8 درجة (في ثلاث مستويات) ولمدة 11 ساعة و15 دقيقة.

تتكون الكوكبة حاليا من 24 قمرا صناعيا. الأقدم في النظام هو من 3 أبريل 2007، والأحدث (الأخير) هو 16 أكتوبر 2017.


()

جدول بأرقام الأقمار الصناعية GLONASS. يوجد رقم GLONASS ورقم COSMOS. تحتوي هواتفنا الذكية على أرقام أقمار صناعية مختلفة تمامًا. من 1 هذا هو GPS، من 68 - GLONASS.
علاوة على ذلك، فهي مختلفة في الملاح والهاتف الذكي.

الآن دعونا نلقي نظرة على برنامج Orbitron. بعد ظهر يوم 4 أبريل، "طارت" 10 أقمار صناعية تابعة لنظام GLONASS عبر سماء إيجيفسك.

أو بطريقة أخرى - على الخريطة. هناك كافة البيانات حول كل قمر صناعي.

والفرق الرئيسي بين النظامين هو الإشارة وبنيتها.
يستخدم نظام GPS تقسيم الكود. إشارة مشفرة بدقة قياسية (رمز C/A) يتم إرسالها في النطاق L1 (1575.42 ميجاهرتز). يتم تشكيل الإشارات بواسطة تسلسلات شبه عشوائية من نوعين: كود C/A ورمز P. C/A - رمز متاح للعامة - هو PRN بفترة تكرار تبلغ 1023 دورة ومعدل تكرار نبض قدره 1.023 ميجاهرتز.
في نظام GLONASS، تقسيم تردد القنوات. تستخدم جميع الأقمار الصناعية نفس تسلسل الكود العشوائي الزائف لإرسال إشارات واضحة، لكن كل قمر صناعي يرسل على تردد مختلف باستخدام تقسيم تردد مكون من 15 قناة. إشارات راديو الملاحة مع تقسيم التردد إلى نطاقين: L1 (1.6 جيجا هرتز) وL2 (1.25 جيجا هرتز).
هيكل الإشارة مختلف أيضًا. إن وصف حركة الأقمار الصناعية في المدار مختلف تمامًا النماذج الرياضية. بالنسبة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، هذا نموذج في العناصر المتذبذبة. ويعني هذا النموذج أن مسار القمر الصناعي مقسم إلى أقسام يتم فيها وصف الحركات بواسطة النموذج الكبليري، والتي تتغير معالمها بمرور الوقت. يستخدم نظام GLONASS نموذج الحركة التفاضلية.
الآن إلى مسألة إمكانية الجمع. مر عام 2011 تحت رعاية دعم GLONASS. عند تصميم أجهزة الاستقبال، كان من المهم التغلب على مشاكل عدم توافق دعم الأجهزة لـ GLONASS وGPS. أي أن إشارة GLONASS المشكَّلة بالتردد تتطلب نطاق تردد أوسع من إشارات تعديل كود النبض التي يستخدمها نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ومرشحات تمرير النطاق ذات مراكز مختلفةالترددات و بسرعات مختلفةنقل عناصر الإشارة. لتوفير الطاقة في الملاحين، يوصى بتمكين وضع "GPS فقط".

3- جارمين
اكتسبت الشركة المصنعة الأمريكية لأجهزة الملاحة المحمولة شهرة عالمية بفضل السائحين في المقام الأول الملاحون GPS(GpsMap، eTrex، Oregon، Montana، Dakota series) و ملاحو السياراتوالساعات الرياضية وأجهزة صدى الصوت. يقع المقر الرئيسي في أولاثي، كانساس. منذ عام 2011، بدأت Garmin في بيع أجهزة الملاحة GPSMAP 62stc التي تتمتع بالقدرة على استقبال ومعالجة الإشارات من الأقمار الصناعية GPS وGLONASS. ومع ذلك، أصبحت المعلومات حول الشركات المصنعة للرقائق المستخدمة سرًا تجاريًا.

يساعد استخدام أجهزة الاستقبال ثنائية النظام على تحسين جودة الملاحة في الظروف الحقيقية، لكن النظام المزدوج لا يؤثر على دقة تحديد الإحداثيات. يتم تعويض الإشارة غير الكافية من الأقمار الصناعية لنظام واحد في مكان معين وفي وقت معين من خلال أقمار نظام آخر. الحد الأقصى لعدد الأقمار الصناعية "المرئية" في السماء في ظل الظروف المثالية: GPS - 13، GLONASS - 10. ولهذا السبب تحتوي معظم أجهزة الاستقبال التقليدية (غير الجيوديسية) على 24 قناة.

وهنا نتائج الاختبار من عام 2016. لمعلوماتك، يستخدم NAP-4 وNAP-5 أجهزة استقبال الملاحة من محطة راديو إيجيفسك MNP-M7 وMNP-M9.1، على التوالي.

الاستنتاجات. تم عرض أفضل النتائج في دقة تحديد المواقع على طول مسار التجربة بواسطة NAP-1 وNAP-2 وNAP-4. تتمتع جميع أجهزة NAP بدقة تحديد المواقع الكافية للتنقل الواثق في جميع الأوضاع. وفي الوقت نفسه، تكون دقة تحديد المواقع في وضع GPS وفي الوضع المدمج أفضل قليلاً منها في وضع GLONASS.
نتائج NAP-3 مع البرنامج التجريبي من حيث دقة تحديد المواقع الأفقية في جميع الأوضاع أسوأ من نتائج نفس جهاز الاستقبال مع البرنامج القياسي (NAP-2). لا يوجد مثل هذا الاختلاف في دقة الارتفاع. الاستثناء هو الأخطاء الكبيرة في الوضع المدمج، الناجمة عن فشل لمرة واحدة في تشغيل NAP، مما أدى إلى انحرافات قوية.
تكون نتائج NAP-5 بشكل عام أسوأ من نتائج الجيل السابق NAP من نفس الشركة المصنعة (NAP-4). كان هناك تحسن طفيف في دقة تحديد المواقع الأفقية في وضع GLONASS. ()

يستقبل هوائي الملاح إشارات الأقمار الصناعية ويرسلها إلى جهاز الاستقبال الذي يقوم بمعالجتها. يتم اليوم إنتاج شرائح أجهزة الملاحة التي تدعم GPS+Glonass من قبل العديد من الشركات: Qualcomm (SiRFatlas V، drol_linksلدى Garmin جهاز استقبال STA8088EXG من إحدى أكبر الشركات الأوروبية STMicroelectronics.

استنتاجات لمستخدمي Garmin navigator:
1. في أجهزة الملاحة والساعات من Garmin (بعد 2011)، أصبح من الممكن تحديد (تشغيل استقبال الإشارة ومعالجتها) إما GPS أو GPS+GLONASS. لا يتم توفير GLONASS بشكل منفصل لأنه Garmin (كيف يمكن للأمريكيين تشغيل شيء روسي فقط؟)
2. في الظروف المثالية أو القريبة من المثالية (السهوب، السهل)، ليس من الضروري استخدام النظام الثاني. في الجبال والمدن وخطوط العرض الشمالية - مرغوب فيه للغاية. لكن استهلاك الطاقة سيكون أكبر.
3. إذا كان مصنعو الهواتف الذكية قادرين على حشر هذه الميزة في أجهزتهم المدمجة، فلماذا لم تفعل شركة Garmin ذلك؟
حظ سعيد!

لتحديد الموقع، تعد أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية (GNSS) هي الأكثر استخدامًا حاليًا: الروسية غلوناسوأمريكية نظام تحديد المواقع.

ويرجع ذلك في المقام الأول إلى توفر أجهزة الملاحة وتصغيرها. اليوم، أصبح الملاح الشخصي جهازًا شائعًا مثل تليفون محمولأو الكمبيوتر.

بالإضافة إلى ذلك، تتمتع GNSS بدقة عالية في تحديد معلمات الملاحة ولها تغطية عالمية.

كيف يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS).

مبدأ تحديد موقع المستهلك بسيط للغاية، مثل كل شيء عبقري. من خلال معرفة مواقع الأقمار الصناعية (المعلومات موجودة في إشارة الملاحة للقمر الصناعي) والمسافة إليها، يمكنك استخدام حسابات جبرية بسيطة لتحديد موقعك بشكل لا لبس فيه في نظام إحداثيات ثلاثي الأبعاد معين. من الناحية المثالية، للحصول على ثلاثة إحداثيات للمستهلك، يكفي معرفة معلومات حول ثلاث مركبات فضائية للملاحة (NSV).

ومع ذلك، ليس كل شيء بهذه البساطة في الممارسة العملية. الشيء هو أن GNSS يطبق مبدأ قياسات النطاق الخالية من الاستعلام، أي. يتم تحديد وقت عبور إشارة المعلومات من القمر الصناعي إلى المستهلك. ومن أجل تحديد هذا الوقت بدقة عالية، من الضروري مزامنة ساعات القمر الصناعي ومعدات الملاحة الخاصة بالمستهلك (CNA). وفي هذا الصدد، للعثور على الإحداثيات وعدم التطابق بين ساعات NAP وGNSS، من الضروري معرفة معلمات 4 سواتل على الأقل.

الجزء الفضائي GLONASS عبارة عن كوكبة مدارية مكونة من 24 قمرًا صناعيًا تقع في ثلاث مستويات كل منها 8 أقمار صناعية بارتفاع مداري يبلغ 19100 كم وميل يبلغ 64.8 درجة. وبالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون هناك قمر صناعي احتياطي واحد في كل طائرة. تبث الأقمار الصناعية إشارات راديوية على تردداتها الخاصة.

يتكون الجزء الأرضي من مطار فضائي ومجمع قيادة وقياس ومركز تحكم.

وأخيرًا، فإن الجزء الأكثر أهمية للمستهلك هو شريحة المستخدم، والتي تتضمن برنامج العمل الوطني (NAP).

النظم العالمية لسواتل الملاحة اليوم

أجهزة الاستقبال المحلية الحديثة للاستخدام المدني، المثبتة على أنظمة التحكم في المركبات، تعمل باستخدام إشارات GLONASS (نطاق L1، كود ST) وإشارات GPS (رمز L1، C/A) وتسمح بالتحديد (عند مستوى احتمال 0.95 عند القيمة للعامل الهندسي لا يزيد عن 3):

الإحداثيات في المخطط مع خطأ لا يزيد عن 10 م وفي الارتفاع - لا يزيد عن 15 م؛

السرعة المخططة مع خطأ لا يزيد عن 0.15 م / ث.

في الوقت الحالي، اختفى عمليا استخدام أجهزة استقبال GNSS أحادية النظام في NAP (GLONASS فقط أو GPS فقط). بادئ ذي بدء، يرجع ذلك إلى حقيقة أنه في المشهد الحضري الحديث، فإن تظليل الرؤية الراديوية للأقمار الصناعية أمر لا مفر منه. ومن الأمثلة على ذلك تشغيل NAP بالقرب من جدار المنزل، عندما يكون نصف السماء مغلقًا فعليًا. في نهاية المطاف، يؤدي هذا إلى حقيقة أن القدرة على تحديد موضع الكائن بدقة يتم تقليلها، وأحيانا تصبح مستحيلة. يؤدي استخدام نظامين للملاحة إلى تحسين تجربة المستهلكين وتوسيعها.

وفي مثل هذه الظروف، يؤدي استخدام GLONASS بالاشتراك مع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى زيادة موثوقية وموثوقية NAP بشكل كبير في تحديد الإحداثيات.

يعرف الكثير من الناس اليوم ما هو GLONASS. ولكن كيف يعمل هذا النظام بالضبط، والغرض منه، وما هو ضروري لاستخدامه الفعال، غالبًا ما يكون غير وارد.

إن اعتبار نظام GLONASS مجرد نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية يعني تبسيط وظائفه إلى حد كبير. اليوم، يمكن استخدامه ليس فقط من قبل الجيش (كما كان مقصودًا في الأصل)، ولكن أيضًا من قبل أصحاب المؤسسات التجارية، بالإضافة إلى سائقي السيارات العاديين.

GLONASS هو تطوير روسي يوفر تحديد الموقع الدقيق لجسم ما في الفضاء بأقل قدر من الخطأ. لتحديد الإحداثيات، يتم استخدام معدات خاصة، والتي، بدعم من البنية التحتية الأرضية، تتواصل مع شبكة من الأقمار الصناعية الموضوعة في مدار أرضي منخفض.

مبدأ تشغيل النظام:

• يتم تثبيت جهاز إرسال واستقبال، وهو طرفي، على الكائن الذي يجب تحديد إحداثياته.
• لتحديد المواقع، ترسل المحطة طلبًا إلى الأقمار الصناعية. كلما زاد عدد الأقمار الصناعية التي تستجيب للطلب (من الناحية المثالية 4 على الأقل)، كلما تم تحديد الإحداثيات بشكل أكثر دقة.
• تصل إشارة الاستجابة إلى المحطة، حزمة البرامجالذي يحلل وقت التأخير للأقمار الصناعية المختلفة. واستناداً إلى تحليل معلومات الاستجابة، يتم تحديد إحداثيات الكائن الذي تم تركيب جهاز الاستقبال عليه.

من خلال التشغيل المستمر للمحطة (أي إرسال الطلبات وتحليل الاستجابات بانتظام)، يمكن لنظام GLONASS تحديد ليس فقط الموقع، ولكن أيضًا سرعة حركة الكائن. عند التحرك، تقل دقة تحديد الموقع، لكنها تظل كافية لمعدات الملاحة لربط إحداثيات الجسم بخريطة إلكترونية للمنطقة وبناء المسار.

مقارنة مع التناظرية الرئيسية - نظام تحديد المواقع

أعط إجابة كاملة على السؤال "ما هو GLONASS؟" مستحيل دون مقارنته بـ "أقرب منافس له" - نظام تحديد المواقع العالمي GPS. بدأ العمل على كلا النظامين في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية في نفس الوقت تقريبًا - في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي. بعد أن تركت الملاحة عبر الأقمار الصناعية السيطرة الكاملة على الجيش وبدأت في استخدامها للأغراض التجارية، تم تطوير GLONASS وGPS وفقًا لسيناريوهات متشابهة إلى حد ما.

ويعمل كلا النظامين على أساس كوكبات مكونة من 24 قمرا صناعيا في مدارات ثابتة بالنسبة للأرض. لكن لديهم أيضًا اختلافات:

• وتتحرك الأقمار الصناعية الروسية في 3 مستويات (8 أجهزة على التوالي في كل مدار).
• تحتوي الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على 4 مدارات يحتوي كل منها على 6 أقمار صناعية.
• يكون خطأ تحديد الموقع في نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أقل إلى حد ما، لكن كلا النظامين يحددان الإحداثيات بدقة تامة.
• الميزة الرئيسية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هي تغطية الكرة الأرضية بنسبة 100٪ تقريبًا. يغطي GLONASS أراضي الاتحاد الروسي بالكامل، ولكن خارجها الاتحاد الروسيهناك مناطق تكون فيها الإشارة من الأقمار الصناعية ضعيفة جدًا أو غائبة تمامًا.
• هناك أيضا الفروق الدقيقة الطبيعة التقنية: تستخدم الخدمة الأمريكية ترميز CDMA، بينما تستخدم الخدمة الروسية ترميز FDMA أكثر تعقيدًا وبالتالي أكثر استهلاكًا للطاقة. ولهذا السبب، تم تقليل عمر خدمة أقمار GLONASS الصناعية، لذلك هناك حاجة إلى عمليات إطلاق أكثر تكرارًا للمعدات إلى المدار.

من الصعب الحديث عن الميزة الواضحة لأحد نظامي الملاحة الموصوفين. علاوة على ذلك، غالبا ما يتم الجمع بين معدات تحديد المواقع عن بعد: يمكنها العمل مع كل من الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ومعدات GLONASS.

نطاق التطبيق

المعدات و برمجةمما يجعل من الممكن تحديد موقع الجسم باستخدام شبكة الأقمار الصناعية، يمكن أن يحل العديد من المشاكل.

الوظيفة الرئيسية التي تؤديها محطات GLONASS المنزلية هي الملاحة العالمية للنقل. هذه المعدات عبارة عن خريطة محسنة: يتم تثبيت الإحداثيات التي تحددها المحطة على خطة التضاريس وتظهر الاتجاه الأمثل للحركة إلى نقطة معينة.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام المعدات:

• في أنظمة مراقبة النقل. تتمتع الشركات التي يتعين عليها تتبع حركة مركبات متعددة (حافلات الركاب والشاحنات) على طرق منتظمة أو غير منتظمة بفرصة معرفة مكان وجود مركبة معينة في أي وقت. ولهذا الغرض، تم تجهيز السيارات بمحطات GLONASS التي تتصل بالبرنامج.

بالإضافة إلى المراقبة المباشرة لحركة المعدات، يستطيع المرسل مراقبة الامتثال للحد الأقصى للسرعة، وجدول عمل/راحة السائق، وسلامة البضائع في حجرات التبريد بالثلاجات، ومستوى الوقود في الخزانات/الصهاريج. لحل هذه المشاكل، يمكن تركيب معدات إضافية وتوصيلها بالموصلات الطرفية.

• في السيارات ذاتية القيادة. للطائرات بدون طيار نظام الأقمار الصناعيةالملاحة مع أجهزة الاستشعار التي تقرأ المعلمات البيئية - عناصر التحكم الرئيسية. ويتم بالفعل إنتاج هذه المعدات وتخضع للاختبار، بما في ذلك على الطرق السريعة الروسية. ويتوقع الخبراء زيادة في حصة المركبات غير المأهولة على الطرق في المستقبل القريب.
• في أنظمة مكافحة السرقة. يمكن لجهاز تعقب GLONASS، المثبت سرًا في السيارة، إصدار إنذار إذا تغيرت إحداثيات السيارة دون علم المالك. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمعدات إرسال رسائل بشكل دوري تشير إلى موقع السيارة - وهذا سيسهل على المالك أو مسؤولي إنفاذ القانون العثور على سيارة مسروقة.

GLONASS للتحكم في النقل

في حين أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يظل تقليديًا أكثر شيوعًا في قطاع أنظمة الملاحة للسائقين، فإن GLONASS يحتل مكانة أكثر ربحية في القطاع التجاري. ويرجع ذلك إلى التطوير النشط لأنظمة مراقبة النقل عن بعد.

تشتمل هذه الأنظمة تقليديًا على شبكة من محطات GLONASS المثبتة على المعدات وبرامج الإرسال. يتضمن تنفيذ المراقبة تكاملها مع المخطط اللوجستي للمؤسسة.

وتتمثل المهمة الرئيسية في تنسيق عمل قسم النقل وتتبع حركة المركبات التي تحمل الركاب أو البضائع في الوقت الحقيقي. يتم تحديد إحداثيات كل مركبة بواسطة القمر الصناعي على فترات زمنية محددة ويتم وضعها على الخريطة، بحيث يتلقى المرسل أو رئيس القسم المعلومات الأكثر موضوعية وفي الوقت المناسب.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام مراقبة النقل من أجل:

• -زيادة مستوى الانضباط. تقوم محطة الملاحة بتتبع حركة السيارة على طول الطريق، مما يمنع الاستخدام غير المناسب للمعدات ووقت التوقف عن العمل. أي توقف أو انحراف غير مخطط له عن المسار يجب أن يكون بدافع من السائق، ويمكن للمرسل الاتصال به على الفور في حالة اكتشاف مخالفة.
• تحسين السلامة المرورية والحد من الحوادث. يتيح نظام GLONASS التحكم في سرعة الحركة، وإرسال إشارة إلى المرسل في حالة تجاوز السرعة. بالإضافة إلى ذلك، تسمح لك المراقبة بتتبع العمل الإضافي لضمان الامتثال لجدول العمل والراحة. وهذا لا يقلل فقط من خطر وقوع حوادث بسبب الإرهاق، ولكنه يضمن أيضًا عدم وجود غرامات عند التحقق من قراءات التاكوغراف.
• التحكم في مستوى الوقود. يؤدي تركيب أجهزة استشعار مستوى الوقود وتوصيلها بالمحطة إلى القضاء بشكل شبه كامل على إمكانية سرقة الوقود ومواد التشحيم.

ما هو عصر جلوناس؟

يمكن لنظام تحديد الإحداثيات بمساعدة الأقمار الصناعية GLONASS حل مشكلة أخرى - وهي الإخطار الطارئ بوقوع حادث. للقيام بذلك، يتم تركيب محطة ERA-GLONASS (UVEOS) المزودة ببطاقة SIM في السيارة للعمل فيها شبكة الجوالو"زر الذعر" للاتصال بالمرسل.

إذا كانت الآلة مجهزة بـ ERA-GLONASS أثناء الإنتاج أو التسليم إلى الاتحاد الروسي، فبالإضافة إلى الجهاز الطرفي الذي يحتوي على زر اتصال، يتم أيضًا تثبيت أجهزة استشعار فيه تتفاعل مع التلف وتطلق إنذارًا تلقائيًا في حالة حدوث تأثير أو التمديد.

المهمة الرئيسية للنظام هي الإخطار خدمات الطوارئ(شرطة المرور DPS، وزارة حالات الطوارئ، سياره اسعاف) عن وقوع حادث، وتزويدهم بإحداثيات موقع الحادث والمعلومات الأساسية عن السيارة والركاب. في هذه الحالة، يتم استلام الإشارة حول الحادث من قبل مرسل مركز الاتصال، الذي يقوم أيضًا بنقل المعلومات المستلمة إلى خدمات الإنقاذ.

ميزات الإخطار في حالات الطوارئ

يعمل ERA-GLONASS وفقًا لمبدأ بسيط:

• يمكن تنشيط الإنذار تلقائيًا (تم تشغيل مستشعر التأثير/الانقلاب) أو يدويًا (قام السائق أو أحد الركاب بالضغط على الزر).
• بعد وصول الإشارة إلى مركز الاتصال، يتواصل المرسل مع الجهاز في الوضع الصوتي (يتضمن تصميم المحطة مكبر صوت وميكروفون). يعد ذلك ضروريًا لتجنب المكالمات الخاطئة أو التنشيط غير المقصود لزر SOS.
• إذا لم يتم تلقي أي رد، أو أكد السائق الحادث، فسيتم نقل المعلومات إلى خدمات الإنقاذ.

يعمل التشغيل التلقائي للنظام على تقليل الوقت بين وقوع الحادث ووصول المساعدة إلى مكان الحادث. وهذا يقلل بشكل كبير من الوفيات الناجمة عن حوادث الطرق، لأن سيارات الإسعاف وعمال الإنقاذ لديهم المزيد من الوقت لتقديم المساعدة المؤهلة.

موثوقية النظام عالية جدًا: يتم تزويد المحطات بمصادر طاقة مستقلة، وحتى إذا تم إلغاء تنشيط الشبكة الموجودة على متن الطائرة أثناء وقوع حادث، فإنها تظل قيد التشغيل لعدة ساعات على الأقل. وهذا يكفي لتحديد الإحداثيات، وكذلك التواصل مع مركز الاتصال.

توفر بطاقة SIM المثبتة في الجهاز اتصالاً مستقرًا مع المرسل أينما توجد تغطية لشبكة الهاتف المحمول. ولضمان اتصال موثوق به، تم تجهيز الأجهزة بـ هوائيات فعالةل الاتصالات الخلويةوالأقمار الصناعية GLONASS. عادة متى جودة جيدةيتم إرسال بيانات الإشارة عبر خدمة GPRS (يتم استخدام مودم 3G)، وفي حالة وجود مشاكل في الاتصال، يمكن للمحطة إرسال خدمة الرسائل القصيرة مع المعلومات الأساسية لخدمات الطوارئ.

كل من جلسة التواصل مع المرسل وطلب المساعدة من خلال تفعيل إشعار الطوارئ لخدمات الإنقاذ مجانية تمامًا.

ما هي البيانات التي تجمعها؟

يلزم تركيب نظام UVEOS لجميع المركبات التي يتم طرحها للتداول على أراضي الاتحاد الروسي. ولكن إذا كانت السيارات الجديدة مجهزة بمحطات طرفية وأزرار ذعر وأجهزة استشعار في الإنتاج، فعند استيراد المعدات، يكون المالك ملزمًا بتثبيت ERA-GLONASS على نفقته الخاصة، وإلا فسيكون من المستحيل تشغيل السيارة في الاتحاد الروسي.

إحدى الحجج ضد معدات مركبة ERA-GLONASS هي التتبع المحتمل لحركة المعدات عبر شبكة الأقمار الصناعية (أي النقل غير القانوني للبيانات الشخصية إلى وكالات الاستخبارات) أو التنصت على المكالمات الهاتفية من الداخل. عمليا، لا يتم تنفيذ وظيفة التتبع في المحطات، لذلك من المستحيل تتبع حركة السيارة دون علم المالك.

وفقًا للمصنعين، تقوم المحطة بجمع ونقل البيانات التالية فقط:

• إحداثيات موقع الحادث.
• السرعة وقت وقوع الحادث.
• نوع مشغل التنبيه (مستشعر الصدمات/القلب، الاتصال القسري).
• معلومات المركبة: الرقم، النوع، نوع المحرك (بنزين/ديزل).
• عدد أحزمة الأمان المربوطة.

كما يتم نقل المعلومات التي يتلقاها المرسل أثناء المحادثة مع السائق إلى خدمات الإنقاذ.

اليوم، GLONASS ليس مجرد ملاح يساعدك على عدم الضياع على الطرق غير المألوفة. إن إمكانيات تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية أوسع بكثير، ويمكن لمالك السيارة العادي ورئيس مؤسسة تجارية لديها أسطول كبير من المركبات الاستفادة منها.

لفترة طويلة، كان نظام تحديد المواقع العالمي GPS، الذي تم إنشاؤه في الولايات المتحدة، هو النظام الوحيد المتاح للمستخدمين العاديين. ولكن حتى مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن دقة الأجهزة المدنية كانت في البداية أقل مقارنة بنظيراتها العسكرية، فقد كانت كافية للملاحة وتتبع إحداثيات السيارات.

ومع ذلك، قام الاتحاد السوفييتي بتطوير نظام تحديد الإحداثيات الخاص به، المعروف اليوم باسم GLONASS. على الرغم من مبدأ التشغيل المماثل (يتم استخدام حساب الفترات الزمنية بين الإشارات الصادرة عن الأقمار الصناعية)، فإن GLONASS لديه اختلافات عملية كبيرة عن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وذلك بسبب ظروف التطوير والتنفيذ العملي.

• GLONASS أكثر دقة في الظروف المناطق الشمالية . ويفسر ذلك حقيقة أن مجموعات عسكرية كبيرة من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، ومن ثم روسيا، كانت موجودة على وجه التحديد في شمال البلاد. ولذلك، تم حساب آليات GLONASS مع مراعاة الدقة في مثل هذه الظروف.
• للتشغيل المتواصل لنظام GLONASSلا توجد محطات التصحيح المطلوبة. ليزود دقة نظام تحديد المواقع، والتي تكون أقمارها الصناعية ثابتة بالنسبة إلى الأرض، هناك حاجة إلى سلسلة من المحطات الثابتة بالنسبة إلى الأرض لرصد الانحرافات الحتمية. بدورها، تعتبر أقمار GLONASS متحركة بالنسبة للأرض، لذا فإن مشكلة تصحيح الإحداثيات غائبة في البداية.

أما بالنسبة للاستخدام المدني، فإن هذا الاختلاف ملحوظ. على سبيل المثال، في السويد قبل 10 سنوات، تم استخدام GLONASS بنشاط، على الرغم من العدد الكبير من معدات GPS الموجودة بالفعل. يقع جزء كبير من أراضي هذا البلد عند خطوط عرض الشمال الروسي، وتكون مزايا GLONASS في مثل هذه الظروف واضحة: كلما انخفض ميل القمر الصناعي نحو الأفق، كلما أمكن حساب الإحداثيات وسرعة الحركة بشكل أكثر دقة بنفس الدقة في تقدير الفترات الزمنية بين إشاراتها (التي تحددها أجهزة الملاح).

إذن أيهما أفضل؟

يكفي تقييم سوق أنظمة التحكم عن بعد الحديثة للحصول على الإجابة الصحيحة على هذا السؤال. من خلال استخدام الاتصال بالأقمار الصناعية GPS وGLONASS في وقت واحد في نظام الملاحة أو الأمان، يمكن تحقيق ثلاث مزايا رئيسية.

• دقة عالية. يمكن للنظام، الذي يقوم بتحليل البيانات الحالية، اختيار الأصح من بين البيانات المتاحة. على سبيل المثال، عند خط عرض موسكو، يوفر GPS الآن أقصى قدر من الدقة، بينما في Murmansk GLONASS سيصبح الرائد في هذه المعلمة.
• أقصى قدر من الموثوقية. يعمل كلا النظامين على قنوات مختلفة، وبالتالي، عند مواجهة تشويش متعمد أو تداخل من الغرباء في نطاق GPS (كما هو الحال في النطاق الأكثر شيوعًا)، سيحتفظ النظام بالقدرة على تحديد الموقع الجغرافي عبر شبكة GLONASS.
• استقلال. وبما أن نظامي GPS وGLONASS هما في الأصل نظامان عسكريان، فقد يواجه المستخدم الحرمان من الوصول إلى إحدى الشبكات. للقيام بذلك، يحتاج المطور فقط إلى إدخال قيود البرامج في تنفيذ بروتوكول الاتصال. بالنسبة للمستهلك الروسي، أصبح GLONASS، إلى حد ما، بطريقة احتياطيةالعمل في حالة عدم توفر GPS.

وهذا هو السبب في أن أنظمة قيصر الفضائية التي نقدمها، بجميع تعديلاتها، تستخدم تحديد الموقع الجغرافي المزدوج، مع استكمالها بإحداثيات التتبع عبر المحطات الأساسية الخلوية.

كيف يعمل تحديد الموقع الجغرافي الموثوق حقًا

دعونا نلقي نظرة على تشغيل نظام تتبع GPS/GLONASS موثوق به باستخدام Cesar Tracker A كمثال.

النظام في وضع السكون، ولا يرسل البيانات إليه شبكه خلويةوإيقاف تشغيل أجهزة استقبال GPS وGLONASS. يعد ذلك ضروريًا لتوفير أقصى قدر ممكن من موارد البطارية المدمجة، على التوالي، لضمان أكبر قدر من الاستقلالية للنظام الذي يحمي سيارتك. في معظم الحالات، تدوم البطارية لمدة عامين. إذا كنت بحاجة إلى تحديد موقع سيارتك، على سبيل المثال، إذا كانت مسروقة، فأنت بحاجة إلى الاتصال بمركز أمن قيصر الفضائية. يقوم موظفونا بتحويل النظام إلى حالة نشطة ويتلقون بيانات حول موقع السيارة.

أثناء الانتقال إلى الوضع النشط، تحدث ثلاث عمليات مستقلة في وقت واحد:

• أثار جهاز استقبال جي بي اس، وتحليل الإحداثيات باستخدام برنامج تحديد المواقع الجغرافية الخاص بك. إذا تم اكتشاف أقل من ثلاثة أقمار صناعية خلال فترة زمنية معينة، يعتبر النظام غير متاح. ويتم تحديد الإحداثيات باستخدام قناة GLONASS بطريقة مماثلة.
• يقوم المتعقب بمقارنة البيانات من كلا النظامين. إذا تم اكتشاف عدد كاف من الأقمار الصناعية في كل منها، يقوم المتتبع باختيار البيانات التي يعتبرها أكثر موثوقية ودقة. وينطبق هذا بشكل خاص على التدابير المضادة الإلكترونية النشطة - التشويش أو استبدال إشارة GPS.
• تقوم وحدة GSM بمعالجة بيانات تحديد الموقع الجغرافي عبر LBS (المحطات الأساسية الخلوية). تعتبر هذه الطريقة الأقل دقة وتستخدم فقط في حالة عدم توفر كل من GPS وGLONASS.

هكذا، النظام الحديثيتمتع التتبع بموثوقية ثلاثية، وذلك باستخدام ثلاثة أنظمة تحديد الموقع الجغرافي بشكل منفصل. ولكن، بطبيعة الحال، فإن دعم GPS/GLONASS في تصميم جهاز التعقب هو الذي يضمن أقصى قدر من الدقة.

التطبيق في أنظمة المراقبة

على عكس المنارات، تقوم أنظمة المراقبة المستخدمة في المركبات التجارية بمراقبة موقع المركبة وسرعتها الحالية بشكل مستمر. مع هذا التطبيق، يتم الكشف بشكل كامل عن مزايا تحديد الموقع الجغرافي المزدوج GPS/GLONASS. ازدواجية الأنظمة تسمح بما يلي:

• دعم المراقبة في حالة حدوث مشاكل قصيرة المدى في استقبال الإشارة من GPS أو GLONASS؛
• الحفاظ على دقة عالية بغض النظر عن اتجاه الرحلة. باستخدام نظام مثل CS Logistic GLONASS PRO، يمكنك بثقة تسيير الرحلات الجوية من تشوكوتكا إلى روستوف أون دون، مع الحفاظ على السيطرة الكاملة على النقل طوال المسار بأكمله؛
• حماية المركبات التجارية من الفتح والسرقة. تتلقى خوادم Caesar Satellite معلومات في الوقت الفعلي حول الوقت والموقع الدقيق للسيارة؛
• مكافحة الخاطفين بشكل فعال. يحفظ النظام الذاكرة الداخليةأقصى قدر ممكن من البيانات حتى لو كانت قناة الاتصال مع الخادم غير متاحة تمامًا. يبدأ نقل المعلومات عند أدنى انقطاع للتشويش اللاسلكي.

من خلال اختيار نظام GPS/GLONASS، فإنك توفر لنفسك أفضل إمكانات الخدمة والأمان مقارنة بالأنظمة التي تستخدم إحدى طرق تحديد المواقع الجغرافية فقط.

يعد نظام GLONASS أكبر نظام ملاحة يسمح لك بتتبع موقع الكائنات المختلفة. لا يزال المشروع، الذي بدأ في عام 1982، يتطور ويتحسن بنشاط. علاوة على ذلك، يجري العمل على الدعم الفني لنظام GLONASS وعلى البنية التحتية التي تسمح لعدد متزايد من الأشخاص باستخدام النظام. لذلك، إذا تم استخدام الملاحة عبر الأقمار الصناعية في السنوات الأولى من وجود المجمع بشكل أساسي في حل المشكلات العسكرية، فإن GLONASS اليوم هي أداة تحديد المواقع التكنولوجية التي أصبحت إلزامية في حياة ملايين المستخدمين المدنيين.

أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية

نظرًا للتعقيد التكنولوجي لتحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية عالميًا، يوجد اليوم نظامان فقط يمكنهما التوافق بشكل كامل مع هذا الاسم - GLONASS وGPS. الأول روسي والثاني ثمرة المطورين الأمريكيين. من الناحية الفنية، يعد GLONASS عبارة عن مجموعة معقدة من الأجهزة المتخصصة الموجودة في المدار وعلى الأرض.

للتواصل مع الأقمار الصناعية، يتم استخدام أجهزة استشعار وأجهزة استقبال خاصة لقراءة الإشارات وإنشاء بيانات الموقع بناءً عليها. لحساب معلمات الوقت، يتم استخدام معلمات خاصة، يتم استخدامها لتحديد موضع الكائن، مع مراعاة بث ومعالجة موجات الراديو. يسمح تقليل الأخطاء بحساب أكثر موثوقية لمعلمات تحديد الموقع.

ميزات الملاحة عبر الأقمار الصناعية

يشمل نطاق مهام أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية تحديد الموقع الدقيق للأجسام الأرضية. بالإضافة إلى الموقع الجغرافي، تتيح لك أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية العالمية أن تأخذ في الاعتبار الوقت والطريق والسرعة وغيرها من المعلمات. ويتم تحقيق هذه المهام من خلال الأقمار الصناعية الموجودة في نقاط مختلفة فوق سطح الأرض.

لا يقتصر استخدام الملاحة العالمية على صناعة النقل. تساعد الأقمار الصناعية في عمليات البحث والإنقاذ، والأعمال الجيوديسية والبناء، كما يعد تنسيق وصيانة المحطات والمركبات الفضائية الأخرى أمرًا ضروريًا أيضًا. كما أن الصناعة العسكرية لا تخلو من دعم نظام لأغراض مماثلة، مما يوفر إشارة آمنة مصممة خصيصًا للمعدات المعتمدة من وزارة الدفاع.

نظام جلوناس

بدأ النظام التشغيل الكامل فقط في عام 2010، على الرغم من أن محاولات تشغيل المجمع قد تمت منذ عام 1995. وارتبطت المشاكل إلى حد كبير بانخفاض متانة الأقمار الصناعية المستخدمة.

على هذه اللحظةيتكون GLONASS من 24 قمرًا صناعيًا تعمل في نقاط مختلفة في المدار. بشكل عام، يمكن تمثيل البنية التحتية للملاحة بثلاثة مكونات: مجمع التحكم (يوفر التحكم في التجميع في المدار)، بالإضافة إلى الملاحة الوسائل التقنيةالمستخدمين.

24 قمرًا صناعيًا، لكل منها ارتفاعه الثابت، مقسمة إلى عدة فئات. هناك 12 قمرا صناعيا لكل نصف الكرة الأرضية. ومن خلال مدارات الأقمار الصناعية تتشكل شبكة فوق سطح الأرض، يتم من خلالها تحديد إحداثياتها الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي القمر الصناعي GLONASS أيضًا على العديد من مرافق النسخ الاحتياطي. وهم أيضًا كل منهم في مداره الخاص وليس خاملاً. وتشمل مهامهم توسيع التغطية على منطقة معينة واستبدال الأقمار الصناعية الفاشلة.

نظام تحديد المواقع

النظير الأمريكي لـ GLONASS هو نظام GPS، والذي بدأ عمله أيضًا في الثمانينيات، ولكن منذ عام 2000 فقط، أصبحت دقة تحديد الإحداثيات من الممكن أن تصبح منتشرة على نطاق واسع بين المستهلكين. اليوم، تضمن الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) دقة تصل إلى 2-3 أمتار، وكان التأخير في تطوير قدرات الملاحة منذ فترة طويلة بسبب قيود تحديد المواقع الاصطناعية. ومع ذلك، فإن إزالتها جعلت من الممكن تحديد الإحداثيات بأقصى قدر من الدقة. وحتى عند المزامنة مع أجهزة الاستقبال المصغرة، يتم تحقيق نتيجة مقابلة لـ GLONASS.

الاختلافات بين GLONASS وGPS

هناك عدة اختلافات بين أنظمة الملاحة. وعلى وجه الخصوص، هناك اختلاف في طبيعة ترتيب وحركة الأقمار الصناعية في المدارات. في مجمع GLONASS، يتحركون على طول ثلاث طائرات (ثمانية أقمار صناعية لكل منها)، ويوفر نظام GPS العمل في ست طائرات (حوالي أربعة لكل مستوى). هكذا، النظام الروسييوفر تغطية أوسع لمساحة الأرض، وهو ما ينعكس في دقة أعلى. ومع ذلك، من الناحية العملية، لا يسمح "العمر" القصير للسواتل المحلية باستخدام الإمكانات الكاملة لنظام GLONASS. ويحافظ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بدوره على دقة عالية نظرًا للعدد الزائد من الأقمار الصناعية. ومع ذلك، يقدم المجمع الروسي بانتظام أقمارًا صناعية جديدة، سواء للاستخدام المستهدف أو كدعم احتياطي.

ينطبق أيضا طرق مختلفةترميز الإشارة - يستخدم الأمريكيون كود CDMA، وفي GLONASS - FDMA. عندما تقوم أجهزة الاستقبال بحساب بيانات تحديد المواقع، يوفر نظام الأقمار الصناعية الروسي نموذجًا أكثر تعقيدًا. ونتيجة لذلك، فإن استخدام GLONASS يتطلب استهلاكًا عاليًا للطاقة، وهو ما ينعكس على أبعاد الأجهزة.

ما الذي تسمح به قدرات GLONASS؟

ومن بين المهام الأساسية للنظام تحديد إحداثيات الجسم القادر على التفاعل مع GLONASS. يقوم نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بهذا المعنى بمهام مماثلة. على وجه الخصوص، يتم حساب معلمات حركة الأجسام الأرضية والبحرية والجوية. في بضع ثوان عربة، التي يقدمها الملاح المناسب، يمكن أن تحسب خصائص حركتها.

وفي الوقت نفسه، أصبح استخدام الملاحة العالمية إلزامياً بالنسبة لفئات معينة من وسائل النقل. إذا كان انتشار تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين يتعلق بالتحكم في بعض الأهداف الإستراتيجية، فإن أجهزة الاستقبال اليوم مجهزة بالسفن والطائرات ووسائل النقل العام وما إلى ذلك. وفي المستقبل القريب، من الممكن أن تكون هناك حاجة إلى توفير جميع السيارات الخاصة مع الملاحين GLONASS.

ما هي الأجهزة التي تعمل مع GLONASS

النظام قادر على تقديم خدمة عالمية مستمرة لجميع فئات المستهلكين دون استثناء، بغض النظر عن الظروف المناخية والإقليمية والزمنية. مثل خدمات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، يتم توفير GLONASS navigator مجانًا وفي أي مكان في العالم.

لا تشمل الأجهزة التي يمكنها استقبال إشارات الأقمار الصناعية أدوات المساعدة على الملاحة وأجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الموجودة على متن الطائرة فحسب، بل تشمل أيضًا هاتف خليوي. يتم إرسال البيانات المتعلقة بالموقع والاتجاه وسرعة الحركة إلى خادم خاص عبر شبكات مشغلي GSM. يساعد في استخدام قدرات الملاحة عبر الأقمار الصناعية برنامج خاص GLONASS والتطبيقات المختلفة التي تعالج الخرائط.

أجهزة استقبال كومبو

أدى التوسع الإقليمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية إلى دمج النظامين من وجهة نظر المستهلك. ومن الناحية العملية، غالبًا ما يتم استكمال أجهزة GLONASS بنظام GPS والعكس، مما يزيد من دقة معلمات تحديد الموقع والتوقيت. ومن الناحية الفنية، يتم تحقيق ذلك من خلال جهازي استشعار مدمجين في ملاح واحد. وبناء على هذه الفكرة، يتم إنتاج أجهزة استقبال مدمجة تعمل في وقت واحد مع أنظمة GLONASS وأنظمة GPS والمعدات ذات الصلة.

بالإضافة إلى زيادة دقة التحديد، فإن هذا التعايش يجعل من الممكن تتبع الموقع عندما لا يتم اكتشاف الأقمار الصناعية لأحد الأنظمة. الحد الأدنى لعدد الأجسام المدارية التي يتطلب الملاح "رؤيتها" للعمل هو ثلاث وحدات. لذلك، على سبيل المثال، إذا أصبح برنامج GLONASS غير متاح، فستأتي الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلى الإنقاذ.

أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية الأخرى

ويعمل الاتحاد الأوروبي، وكذلك الهند والصين، على تطوير مشاريع مماثلة من حيث الحجم لـ GLONASS وGPS. وتخطط لتنفيذ نظام غاليليو المكون من 30 قمرا صناعيا، والذي سيحقق دقة منقطعة النظير. وفي الهند، من المقرر إطلاق نظام IRNSS الذي يعمل عبر سبعة أقمار صناعية. مجمع الملاحة موجه نحو الاستخدام المحلي. يجب أن يتكون نظام البوصلة من المطورين الصينيين من جزأين. الأول سيتضمن 5 أقمار صناعية، والثاني 30. وبناء على ذلك، يتصور مؤلفو المشروع شكلين من الخدمة.