مدل های گلوناس چیست؟ Gps در مقابل Glonass: کدام سیستم بهتر است. شرح مختصری از مفهوم سیستم دیفرانسیل یکپارچه

برای مدت طولانی، سیستم موقعیت‌یابی جهانی GPS که در ایالات متحده ایجاد شده بود، تنها سیستمی بود که در دسترس کاربران عادی بود. اما حتی با در نظر گرفتن این واقعیت که دقت دستگاه های غیرنظامی در ابتدا در مقایسه با آنالوگ های نظامی کمتر بود، هم برای ناوبری و هم برای ردیابی مختصات اتومبیل ها کافی بود.

با این حال، اتحاد جماهیر شوروی سیستم تعیین مختصات خود را توسعه داد که امروزه به نام GLONASS شناخته می شود. با وجود اصل عملکرد مشابه (محاسبه فواصل زمانی بین سیگنال های ماهواره ها استفاده می شود)، GLONASS به دلیل شرایط توسعه و اجرای عملی، تفاوت های عملی جدی با GPS دارد.

• گلوناس در شرایط دقیق تر است مناطق شمالی . این با این واقعیت توضیح داده می شود که گروه های نظامی مهم اتحاد جماهیر شوروی و متعاقبا روسیه دقیقاً در شمال کشور قرار داشتند. بنابراین، مکانیک GLONASS با در نظر گرفتن دقت در چنین شرایطی محاسبه شد.
• برای عملکرد بدون وقفه سیستم GLONASSهیچ ایستگاه اصلاحی مورد نیاز نیست. فراهم كردن دقت GPSکه ماهواره های آن نسبت به زمین ثابت هستند، زنجیره ای از ایستگاه های زمین ثابت برای نظارت بر انحرافات اجتناب ناپذیر مورد نیاز است. به نوبه خود، ماهواره های GLONASS نسبت به زمین متحرک هستند، بنابراین مشکل تصحیح مختصات در ابتدا وجود ندارد.

برای استفاده غیرنظامی، این تفاوت قابل توجه است. به عنوان مثال، در سوئد 10 سال پیش، علیرغم مقدار زیادی از تجهیزات GPS موجود، GLONASS به طور فعال مورد استفاده قرار گرفت. بخش قابل توجهی از خاک این کشور در عرض های جغرافیایی شمال روسیه قرار دارد و مزایای GLONASS در چنین شرایطی آشکار است: هرچه تمایل ماهواره به افق کمتر باشد، مختصات و سرعت حرکت را می توان با دقت بیشتری محاسبه کرد. با دقت برابر در برآورد فواصل زمانی بین سیگنال های آنها (تنظیم شده توسط تجهیزات ناوبر).

پس کدام بهتر است؟

کافی است بازار سیستم های تله ماتیک مدرن را ارزیابی کنید تا به پاسخ صحیح این سوال برسید. با استفاده از اتصال به ماهواره های GPS و GLONASS به طور همزمان در یک سیستم ناوبری یا امنیتی، می توان به سه مزیت اصلی دست یافت.

• دقت بالا. سیستم، با تجزیه و تحلیل داده های فعلی، می تواند صحیح ترین مورد موجود را انتخاب کند. به عنوان مثال، در عرض جغرافیایی مسکو، GPS اکنون حداکثر دقت را ارائه می دهد، در حالی که در مورمانسک، GLONASS رهبر این پارامتر خواهد شد.
• حداکثر قابلیت اطمینان. هر دو سیستم در کانال‌های مختلفی کار می‌کنند، بنابراین، هنگامی که با پارازیت یا تداخل عمدی افراد خارجی در محدوده GPS (مانند رایج‌تر) مواجه می‌شوند، سیستم توانایی موقعیت جغرافیایی را از طریق شبکه GLONASS حفظ می‌کند.
• استقلال. از آنجایی که GPS و GLONASS در اصل سیستم‌های نظامی هستند، ممکن است کاربر از دسترسی به یکی از شبکه‌ها محروم شود. برای انجام این کار، توسعه دهنده فقط باید محدودیت های نرم افزاری را در اجرای پروتکل ارتباطی وارد کند. برای مصرف کننده روسی، GLONASS تا حدودی در حال تبدیل شدن به به صورت پشتیباندر صورت در دسترس نبودن GPS کار کنید.

به همین دلیل است که سیستم‌های ماهواره‌ای سزار ارائه شده توسط ما، در تمام تغییرات، از موقعیت‌یابی دوگانه استفاده می‌کنند که با مختصات ردیابی توسط ایستگاه‌های پایه تکمیل می‌شود. ارتباطات سلولی.

موقعیت جغرافیایی واقعا قابل اعتماد چگونه کار می کند

بیایید به عملکرد یک سیستم ردیابی GPS/GLONASS قابل اعتماد با استفاده از Cesar Tracker A به عنوان مثال نگاه کنیم.

سیستم در حالت خواب است و اطلاعات را به آن ارسال نمی کند شبکه تلفن همراهو گیرنده های GPS و GLONASS را خاموش کنید. این به ترتیب برای صرفه جویی در حداکثر منبع ممکن باتری داخلی ضروری است تا از بیشترین استقلال سیستمی که از ماشین شما محافظت می کند اطمینان حاصل شود. در بیشتر موارد، باتری 2 سال دوام می آورد. اگر می خواهید مکان ماشین خود را پیدا کنید، به عنوان مثال، اگر به سرقت رفته است، باید با مرکز امنیتی سزار ماهواره تماس بگیرید. کارمندان ما سیستم را به حالت فعال تغییر می دهند و اطلاعات مربوط به مکان خودرو را دریافت می کنند.

در طول انتقال به حالت فعال، سه فرآیند مستقل به طور همزمان رخ می دهد:

• باعث شد گیرنده جی پی اس، تجزیه و تحلیل مختصات با استفاده از برنامه موقعیت جغرافیایی شما. اگر کمتر از سه ماهواره در یک بازه زمانی مشخص شناسایی شود، سیستم در دسترس نیست. مختصات با استفاده از کانال GLONASS به روشی مشابه تعیین می شود.
• ردیاب داده های هر دو سیستم را مقایسه می کند. اگر تعداد کافی ماهواره در هر کدام شناسایی شده باشد، ردیاب داده هایی را انتخاب می کند که قابل اعتمادتر و دقیق تر بداند. این امر به ویژه در مورد اقدامات متقابل الکترونیکی فعال - پارازیت یا جایگزینی سیگنال GPS صادق است.
• ماژول GSM داده های موقعیت جغرافیایی را از طریق LBS (ایستگاه های پایه سلولی) پردازش می کند. این روش کمترین دقت در نظر گرفته می شود و تنها در صورتی استفاده می شود که هر دو GPS و GLONASS در دسترس نباشند.

بدین ترتیب، سیستم مدرنردیابی دارای قابلیت اطمینان سه گانه، با استفاده از سه سیستم موقعیت جغرافیایی جداگانه است. اما طبیعتاً این پشتیبانی از GPS/GLONASS در طراحی ردیاب است که حداکثر دقت را تضمین می کند.

کاربرد در سیستم های مانیتورینگ

برخلاف بیکن ها، سیستم های مانیتورینگ مورد استفاده در خودروهای تجاری به طور مداوم موقعیت خودرو و سرعت فعلی آن را کنترل می کنند. با استفاده از این نرم افزار، مزایای موقعیت جغرافیایی دوگانه GPS/GLONASS حتی بیشتر آشکار می شود. تکرار سیستم ها اجازه می دهد:

• پشتیبانی از نظارت در صورت بروز مشکلات کوتاه مدت با دریافت سیگنال از GPS یا GLONASS.
• بدون توجه به جهت پرواز، دقت بالایی را حفظ کنید. با استفاده از سیستمی مانند CS Logistic GLONASS PRO، می توانید با اطمینان پروازهای چوکوتکا به روستوف-آن-دان را انجام دهید و کنترل کامل حمل و نقل را در کل مسیر حفظ کنید.
• محافظت از خودروهای تجاری در برابر باز شدن و سرقت سرورهای ماهواره سزار اطلاعات زمان واقعی و مکان دقیق خودرو را دریافت می کنند.
• به طور موثر با هواپیماربایان مقابله کند. سیستم ذخیره می کند حافظه داخلیحداکثر مقدار ممکن داده حتی اگر کانال ارتباطی با سرور کاملاً در دسترس نباشد. اطلاعات با کوچکترین وقفه پارازیت رادیویی شروع به انتقال می کند.

با انتخاب سیستم GPS/GLONASS بهترین خدمات و قابلیت های امنیتی را در مقایسه با سیستم هایی که تنها از یکی از روش های موقعیت جغرافیایی استفاده می کنند را برای خود فراهم می کنید.

ایده مکان یابی اجسام با استفاده از ماهواره های مصنوعی زمین در دهه 1950 به ذهن آمریکایی ها رسید. با این حال، ماهواره شوروی دانشمندان را تحت فشار قرار داد.

فیزیکدان آمریکایی ریچارد کرشنر متوجه شد که اگر مختصات روی زمین را بدانید، می توانید سرعت فضاپیمای شوروی را دریابید. از اینجاست که استقرار این برنامه آغاز شد که بعدها به نام GPS - سیستم موقعیت یابی جهانی شناخته شد. در سال 1974 اولین ماهواره آمریکایی به مدار زمین پرتاب شد. این پروژه در ابتدا برای ادارات نظامی در نظر گرفته شده بود.

موقعیت جغرافیایی چگونه کار می کند

بیایید با استفاده از مثال یک ردیاب معمولی به ویژگی های موقعیت جغرافیایی نگاه کنیم. تا زمان فعال سازی، دستگاه در حالت آماده به کار است، ماژول GPS GLONASS خاموش است. این گزینه برای صرفه جویی در شارژ باتری و افزایش دوره ارائه شده است عمر باتریدستگاه ها

در طول فعال سازی، سه فرآیند به طور همزمان راه اندازی می شود:

• گیرنده GPS با استفاده از برنامه داخلی شروع به تجزیه و تحلیل مختصات می کند. اگر سه ماهواره در این لحظه شناسایی شوند، سیستم در دسترس نیست. همین اتفاق در مورد GLONASS نیز رخ می دهد.
• اگر یک ردیاب (به عنوان مثال، یک ناوبر) از ماژول های دو سیستم پشتیبانی کند، دستگاه اطلاعات دریافتی از هر دو ماهواره را تجزیه و تحلیل می کند. سپس اطلاعاتی را که قابل اعتماد می داند می خواند.
• اگر در زمان مناسب سیگنال های هر دو سیستم در دسترس نباشد، GSM روشن می شود. اما داده های به دست آمده از این طریق نادرست خواهد بود.

بنابراین، هنگام تعجب که چه چیزی را انتخاب کنید - GPS یا GLONASS، تجهیزاتی را انتخاب کنید که از دو سیستم ماهواره ای پشتیبانی می کند. معایب یکی از آنها توسط دیگری پوشش داده می شود. بنابراین، سیگنال های 18-20 ماهواره به طور همزمان در دسترس گیرنده هستند. این سطح سیگنال و پایداری خوب را تضمین می کند و خطاها را به حداقل می رساند.

هزینه خدمات مانیتورینگ GPS و GLONASS

عوامل متعددی بر قیمت نهایی تجهیزات تأثیر می گذارد:

• کشور سازنده؛
• چه سیستم های ناوبری استفاده می شود.
• کیفیت مواد و عملکردهای اضافی؛
• نگهداری نرم افزار

بودجه ترین گزینه تجهیزات ساخت چین است. قیمت از 1000 روبل شروع می شود. با این حال، شما نباید انتظار خدمات با کیفیت را داشته باشید. با چنین پولی، مالک عملکرد محدود و عمر کوتاهی دریافت می کند.

بخش بعدی تجهیزات تولید کنندگان اروپایی هستند. مبلغ از 5000 روبل شروع می شود، اما در عوض خریدار نرم افزار پایدار و عملکردهای پیشرفته را دریافت می کند.

تولید کنندگان روسی تجهیزات کاملا مقرون به صرفه را با قیمت های مناسب ارائه می دهند. قیمت ردیاب های داخلی از 2500 روبل شروع می شود.

یک آیتم هزینه جداگانه، هزینه اشتراک و پرداخت خدمات اضافی است. هزینه ماهانه برای شرکت های داخلی - 400 روبل. تولید کنندگان اروپایی گزینه های اضافی را برای یک "سکه" اضافی باز می کنند.

همچنین باید هزینه نصب تجهیزات را پرداخت کنید. به طور متوسط، نصب در یک مرکز خدمات 1500 روبل هزینه خواهد داشت.

مزایا و معایب GLONASS و GPS

حال بیایید مزایا و معایب هر سیستم را بررسی کنیم.

ماهواره های GPS به سختی در نیمکره جنوبی ظاهر می شوند، در حالی که GLONASS سیگنال ها را به مسکو، سوئد و نروژ ارسال می کند. وضوح سیگنال در سیستم آمریکایی به لطف 27 ماهواره فعال بیشتر است. تفاوت در خطا "در دستان" ماهواره های ایالات متحده است. برای مقایسه: عدم دقت GLONASS 2.8 متر و GPS 1.8 متر است. با این حال، این یک رقم متوسط ​​است. خلوص محاسبات به موقعیت ماهواره ها در مدار بستگی دارد. در برخی موارد، دستگاه ها به گونه ای ردیف می شوند که میزان اشتباه در محاسبه افزایش می یابد. این وضعیت در هر دو سیستم رخ می دهد.

خلاصه

بنابراین کدام یک در مقایسه GPS و GLONASS برنده خواهد شد؟ به بیان دقیق، کاربران غیرنظامی اهمیتی نمی دهند که تجهیزات ناوبری آنها از چه ماهواره هایی استفاده می کند. هر دو سیستم رایگان هستند و در آن قرار دارند دسترسی آزاد. یک راه حل معقول برای توسعه دهندگان یکپارچه سازی متقابل سیستم ها خواهد بود. در این صورت، ردیاب حتی در شرایط نامساعد جوی و تداخل به شکل ساختمان های بلند، تعداد مورد نیاز دستگاه را در "میدان دید" خود خواهد داشت.

GPS و GLONASS. ویدیو در مورد موضوع

نقشه های کاغذی منطقه جای خود را به نقشه های الکترونیکی داده اند که ناوبری بر روی آنها با استفاده از سیستم ماهواره ای GPS انجام می شود. از این مقاله خواهید آموخت که ناوبری ماهواره ای چه زمانی ظاهر شد، اکنون چیست و در آینده نزدیک چه چیزی در انتظار آن است.

در طول جنگ جهانی دوم، ناوگان آمریکایی و بریتانیایی یک برگ برنده قدرتمند داشتند - سیستم ناوبری LORAN با استفاده از چراغ های رادیویی. در پایان خصومت‌ها، کشتی‌های غیرنظامی کشورهای «غرب‌گرا» فناوری در اختیار خود را دریافت کردند. یک دهه بعد، اتحاد جماهیر شوروی پاسخ خود را به کار گرفت - سیستم ناوبری چایکا، بر اساس چراغ های رادیویی، هنوز هم امروزه مورد استفاده قرار می گیرد.

اما ناوبری زمینی دارای اشکالات قابل توجهی است: زمین ناهموار به یک مانع تبدیل می شود و تأثیر یونوسفر بر زمان انتقال سیگنال تأثیر منفی می گذارد. اگر فاصله بین چراغ رادیویی ناوبری و کشتی خیلی زیاد باشد، خطا در تعیین مختصات را می توان بر حسب کیلومتر اندازه گیری کرد که غیر قابل قبول است.

چراغ‌های رادیویی زمینی با سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای برای مقاصد نظامی جایگزین شدند که اولین آنها، American Transit (نام دیگر NAVSAT) در سال 1964 راه‌اندازی شد. شش ماهواره در مدار پایین دقت تعیین مختصات را تا دویست متر تضمین کردند.

در سال 1976، اتحاد جماهیر شوروی یک سیستم ناوبری نظامی مشابه، Cyclone، و سه سال بعد، یک سیستم غیرنظامی به نام Cicada را راه اندازی کرد. عیب بزرگ سیستم‌های ناوبری ماهواره‌ای اولیه این بود که فقط می‌توان از آنها استفاده کرد مدت کوتاهیبرای یک ساعت. ماهواره های مدار پایین، و حتی در تعداد کم، قادر به ارائه پوشش سیگنال گسترده نبودند.

GPS در مقابل گلوناس

در سال 1974، ارتش ایالات متحده اولین ماهواره سیستم ناوبری جدید NAVSTAR را به مدار زمین فرستاد که بعداً به GPS (سیستم موقعیت یاب جهانی) تغییر نام داد. در اواسط دهه 1980، فناوری GPS توسط کشتی‌ها و هواپیماهای غیرنظامی مورد استفاده قرار گرفت، اما برای مدت طولانی آنها می‌توانستند موقعیت‌یابی بسیار کمتری نسبت به هواپیماهای نظامی ارائه دهند. بیست و چهارمین ماهواره جی پی اس، آخرین مورد نیاز برای پوشش کامل سطح زمین، در سال 1993 به فضا پرتاب شد.

در سال 1982، اتحاد جماهیر شوروی پاسخ خود را ارائه کرد - این فناوری GLONASS (سیستم ناوبری جهانی ماهواره ای) بود. آخرین 24مین ماهواره گلوناس در سال 1995 وارد مدار شد، اما عمر کوتاه ماهواره ها (سه تا پنج سال) و بودجه ناکافی برای پروژه، سیستم را برای تقریبا یک دهه از کار انداخت. بازیابی پوشش جهانی گلوناس تنها در سال 2010 امکان پذیر بود.

برای جلوگیری از چنین خرابی هایی، هم GPS و هم GLONASS اکنون از 31 ماهواره استفاده می کنند: 24 ماهواره اصلی و 7 ذخیره، همانطور که می گویند، فقط در مورد. ماهواره های ناوبری مدرن در ارتفاع حدود 20 هزار کیلومتری پرواز می کنند و موفق می شوند دو بار در روز دور زمین بچرخند.

GPS چگونه کار می کند

موقعیت یابی در شبکه GPS با اندازه گیری فاصله گیرنده تا چندین ماهواره انجام می شود که مکان آنها در لحظه فعلی به طور دقیق مشخص است. فاصله تا ماهواره با ضرب تاخیر سیگنال در سرعت نور اندازه گیری می شود.
ارتباط با اولین ماهواره تنها اطلاعاتی در مورد محدوده مکان های احتمالی گیرنده فراهم می کند. تقاطع دو کره یک دایره، سه - دو نقطه، و چهار - تنها نقطه صحیح روی نقشه را نشان می دهد. سیاره ما اغلب به عنوان یکی از کره ها استفاده می شود که به جای چهار ماهواره، فقط روی سه ماهواره موقعیت یابی می کند. در تئوری، دقت موقعیت یابی GPS می تواند به 2 متر برسد (در عمل، خطا بسیار بزرگتر است).

هر ماهواره مجموعه بزرگی از اطلاعات را به گیرنده ارسال می کند: زمان دقیق و تصحیح آن، سالنامه، داده های ephemeris و پارامترهای یونوسفر. یک سیگنال زمانی دقیق برای اندازه گیری تاخیر بین ارسال و دریافت آن مورد نیاز است.

ماهواره‌های ناوبری مجهز به ساعت‌های سزیمی با دقت بالا هستند، در حالی که گیرنده‌ها به ساعت‌های کوارتز دقیق‌تر مجهز هستند. بنابراین، برای بررسی زمان، تماس با یک ماهواره اضافی (چهارم) برقرار می شود.

اما ساعت‌های سزیومی نیز ممکن است اشتباه کنند، بنابراین با ساعت‌های هیدروژنی که روی زمین قرار می‌گیرند بررسی می‌شوند. برای هر ماهواره، تصحیح زمان به صورت جداگانه در مرکز کنترل سیستم ناوبری محاسبه می شود که متعاقباً به همراه زمان دقیق به گیرنده ارسال می شود.

یکی دیگر از اجزای مهم سیستم ناوبری ماهواره ای سالنامه است که جدول پارامترهای مدار ماهواره برای ماه پیش رو است. سالنامه و همچنین تصحیح زمان در مرکز کنترل محاسبه می شود.

ماهواره‌ها همچنین داده‌های انحرافی را ارسال می‌کنند که بر اساس آن انحرافات مداری محاسبه می‌شوند. و با توجه به اینکه سرعت نور در هیچ جا به جز در خلاء ثابت نیست، تاخیر سیگنال در یونوسفر باید در نظر گرفته شود.

انتقال داده ها در شبکه GPS به شدت در دو فرکانس انجام می شود: 1575.42 مگاهرتز و 1224.60 مگاهرتز. ماهواره های مختلف با فرکانس یکسان پخش می شوند، اما از تقسیم کد CDMA استفاده می کنند. یعنی سیگنال ماهواره فقط نویز است که فقط در صورت داشتن کد PRN مناسب می توان آن را رمزگشایی کرد.

رویکرد فوق امکان ایمنی بالای نویز و استفاده از محدوده فرکانس باریک را فراهم می کند. با این حال، گاهی اوقات گیرنده های GPS هنوز مجبورند برای مدت طولانی به جستجوی ماهواره بپردازند که به دلایل مختلفی ایجاد می شود.

اولاً، گیرنده ابتدا نمی داند ماهواره کجاست، در حال دور شدن یا نزدیک شدن است و فرکانس سیگنال آن چقدر است. ثانیاً تماس با ماهواره تنها زمانی موفق تلقی می شود که مجموعه کاملی از اطلاعات از آن دریافت شود. سرعت انتقال داده در شبکه GPS به ندرت از 50 bps بیشتر می شود. و به محض قطع شدن سیگنال به دلیل تداخل رادیویی، جستجو دوباره آغاز می شود.

آینده ناوبری ماهواره ای

اکنون GPS و GLONASS به طور گسترده برای اهداف صلح آمیز استفاده می شوند و در واقع قابل تعویض هستند. جدیدترین تراشه های ناوبری از استانداردهای ارتباطی پشتیبانی می کنند و به ماهواره هایی که ابتدا پیدا می شوند متصل می شوند.

جی پی اس آمریکایی و گلوناس روسی با تنها سیستم های ناوبری ماهواره ای در جهان فاصله زیادی دارند. به عنوان مثال، چین، هند و ژاپن به ترتیب شروع به استقرار سیستم‌های ماهواره‌ای خود به نام‌های BeiDou، IRNSS و QZSS کرده‌اند که فقط در داخل کشورشان عمل می‌کنند و بنابراین به تعداد نسبتاً کمی ماهواره نیاز دارند.

اما شاید بیشترین علاقه به پروژه گالیله باشد که توسط اتحادیه اروپا در حال توسعه است و باید تا قبل از سال 2020 با ظرفیت کامل راه اندازی شود. در ابتدا، گالیله به عنوان یک شبکه کاملا اروپایی در نظر گرفته شد، اما کشورهای خاورمیانه و آمریکای جنوبی تمایل خود را برای مشارکت در ایجاد آن ابراز کرده اند. بنابراین، یک "نیروی سوم" ممکن است به زودی در بازار جهانی CLO ظاهر شود. اگر این سیستم با سیستم‌های موجود سازگار باشد و به احتمال زیاد چنین خواهد بود، مصرف‌کنندگان فقط سود خواهند برد - سرعت جستجوی ماهواره‌ها و دقت موقعیت‌یابی باید افزایش یابد.

امروزه یافتن منطقه ای از توسعه اقتصادی-اجتماعی که در آن از خدمات ناوبری ماهواره ای نتوان استفاده کرد دشوار است. مرتبط ترین کاربرد فناوری های گلوناس در صنعت حمل و نقل از جمله ناوبری دریایی و رودخانه ای، حمل و نقل هوایی و زمینی باقی مانده است. در عین حال، به گفته کارشناسان، حدود 80 درصد از تجهیزات ناوبری در حمل و نقل جاده ای استفاده می شود.

ترابری زمینی

یکی از زمینه های اصلی کاربرد ناوبری ماهواره ای، نظارت بر حمل و نقل است. این خدمات برای شرکت های صنعتی، ساختمانی و حمل و نقل بسیار مهم است. تجهیزات ناوبری که سیگنال ها را از سیستم GLONASS دریافت می کند به شما امکان می دهد مکان وسیله نقلیه ، نشانه ها را تعیین کنید. سنسورهای اندازه گیریمی تواند هم ایمنی حمل و نقل مسافر و هم راحتی و بهینه سازی عملکرد وسایل نقلیه تجاری را تضمین کند و استفاده نامناسب از آن را حذف کند. پیاده سازی این سیستم به صاحبان ناوگان این امکان را می دهد که هزینه های تعمیر و نگهداری خود را بین 20 تا 30 درصد در 4 تا 6 ماه کاهش دهند.

یکی از فناوری هایی که در روسیه مبتنی بر ناوبری ماهواره ای اجرا می شود، سیستم حمل و نقل هوشمند (ITS) است. نظارت بر حمل و نقل محموله های خطرناک، بزرگ و سنگین، نظارت بر برنامه کار و استراحت رانندگان، مدیریت و اعزام مسافر و اطلاع رسانی به مسافران حمل و نقل شهری است.

اثربخشی استفاده از خدمات ناوبری ماهواره ای در حمل و نقل زمینی با توجه به معیارهای زیر قابل ارزیابی است:

• کاهش تعداد تصادفات جاده ای و همچنین مرگ و میر و جراحات در تصادفات جاده ای، کاهش زمان پاسخگویی به حوادث جاده ای.
• کاهش زمان سفر، افزایش جذابیت حمل و نقل عمومی؛
• بهبود کیفیت هزینه کرد بودجه.

به گفته کارشناسان، با توجه به معرفی سیستم های حمل و نقل هوشمند، رشد تولید ناخالص داخلی روسیه می تواند به 4-5٪ در سال برسد.

حمل و نقل شهری و عمومی مناطق آلتای، کراسنودار، کراسنویارسک، استاوروپل، خاباروفسک، آستاراخان، بلگورود، ولوگدا، کالوگا، کورگان، ماگادان، مسکو، نیژنی نووگورود، نووسیبیرسک، پنزا، روستوف، سامارا مجهز به نظارت و ناوبری و فناوری اطلاعات هستند. بر اساس خدمات سیستم گلوناس، ساراتوف، تامبوف، مناطق تیومن، مسکو، جمهوری های موردویا، تاتارستان، چوواشیا. در کل روسیه، عناصر ITS پیاده سازی شده و در بیش از 100 شهر به طور موثر عمل می کنند.

جستجو و نجات

تجهیزاتی که سیگنال‌های ماهواره‌های ناوبری را دریافت می‌کنند، روی آمبولانس‌ها و همچنین نصب می‌شوند وسايل نقليهخدمات وزارت شرایط اضطراری. پشتیبانی زمان هماهنگی بر اساس داده‌های ماهواره‌ای به تیم‌هایی از پزشکان و امدادگران اجازه می‌دهد تا سریع‌تر به مکان‌های اورژانس برسند تا به قربانیان کمک کنند. با استفاده از GLONASS مکان و حرکت گروه های آتش نشان ردیابی می شود.

یکی از نمونه‌های گویا استفاده از ناوبری ماهواره‌ای جهانی به منظور حفظ جان انسان‌ها، سیستم ERA-GLONASS (پاسخ اضطراری در صورت بروز حوادث) است. وظیفه اصلی آن تعیین واقعیت یک تصادف رانندگی و انتقال داده ها به سرور پاسخ است. در صورت تصادف خودرو، پایانه ناوبری و مخابراتی نصب شده روی آن به طور خودکار مختصات را تعیین می کند، با مرکز سرور سیستم مانیتورینگ ارتباط برقرار می کند و داده های مربوط به تصادف را از طریق کانال های ارتباطی سلولی به اپراتور منتقل می کند. این داده ها امکان تعیین ماهیت و شدت تصادف و انجام واکنش فوری توسط آمبولانس ها را فراهم می کند. استفاده از داده های سیستم ناوبری ماهواره ای جهانی از طریق ERA-GLONASS می تواند میزان مرگ و میر ناشی از صدمات ناشی از تصادفات جاده ای را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

یکی دیگر از زمینه های کاربرد GLONASS در راستای حفظ جان انسان ها، ترکیب ناوبری ماهواره ای جهانی با سامانه بین المللی جستجو و نجات COSPAS-SARSAT است. این عملکرد در آخرین نسل فضاپیمای ناوبری Glonass-K ارائه شده است. قبلاً در مرحله آزمایش پرواز، ماهواره Glonass-K شماره 11 در مارس 2012، از طریق یک تکرار کننده این سیستم، سیگنال پریشانی مربوط به یک هلیکوپتر سقوط کرده کانادایی را مخابره کرد که به لطف آن خدمه نجات یافتند.

ناوبری شخصی

چیپست ها با گیرنده های ناوبری GLONASS در گوشی های هوشمند، تبلت ها، دوربین های دیجیتال، دستگاه های تناسب اندام، ردیاب های پوشیدنی، لپ تاپ، ناوبری، ساعت، عینک و سایر دستگاه ها. ناوبری شخصی در حال تبدیل شدن به منطقه کاربردی اصلی برای فناوری های ناوبری ماهواره ای است.

استفاده از فناوری‌های GNSS به ظهور ورزش‌ها و فعالیت‌های کاملاً جدید در فضای باز کمک کرده است. نمونه ای از این geocaching است - یک بازی توریستی با استفاده از سیستم های ناوبری ماهواره ای، که هدف آن یافتن حافظه پنهان توسط سایر شرکت کنندگان در بازی است. یکی دیگر از ورزش‌های جدید برچسب‌گذاری جغرافیایی، مسابقات کراس کانتری با استفاده از مختصات ماهواره‌ای از پیش تعیین‌شده است.

یک حوزه امیدوارکننده از کاربرد فناوری های GLONASS است سیستم های اجتماعیارائه کمک به افراد دارای معلولیت یا کودکان خردسال. با استفاده از تجهیزات ناوبری با رابط صوتی، یک فرد نابینا می تواند مسیر خود را به یک فروشگاه، کلینیک و غیره مشخص کند. صاحبان چنین وسایلی می توانند در صورت خطر یا بدتر شدن شدید سلامتی، باعث شوند کمک های اضطراریبا فشار دادن دکمه پانیک یک ردیاب ماهواره‌ای شخصی می‌تواند به والدین کمک کند مکان فرزندشان را به صورت آنلاین ردیابی کنند تا ایمنی آنها را کنترل کنند.

هواپیمایی

در هوانوردی، گیرنده‌های ناوبری در سیستم‌های ناوبری هوایی درون‌برد ادغام می‌شوند که رویکردهای ناوبری مسیر و فرود را در شرایط آب و هوایی دشوار فراهم می‌کنند. ناوبری ماهواره ای برای اطمینان از فرود هواپیماهای کوچک در فرودگاه های غیر مجهز اهمیت زیادی دارد. سیستم های ناوبری مبتنی بر GLONASS ایمنی ناوبری هلیکوپتر را افزایش می دهد و دقت ناوبری هواپیماهای بدون سرنشین را افزایش می دهد.

حمل و نقل آب

استفاده از فناوری GNSS برای اهداف دریایی/رودخانه ای در روسیه به 100% نزدیک می شود. ظرفیت بازار روسیه 18560 واحد حمل و نقل آبی شامل کشتی های باری و مسافری رودخانه ای و دریایی برآورد شده است. فناوری GLONASS در کشتیرانی هنگام هدایت کشتی ها و مانور دادن استفاده می شود شرایط دشوار(قفل ها، بنادر، کانال ها، تنگه ها، شرایط یخ)، ناوبری در آبراه های داخلی، نظارت و حسابداری ناوگان، عملیات نجات.

رشد ترافیک در مسیر دریای شمال که می تواند زمان تحویل کالا از منطقه آسیا و اقیانوسیه به اروپا را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، منجر به افزایش شدت حمل و نقل در منطقه ای با شرایط آب و هوایی بسیار سخت می شود. در شرایط طوفان و مه غلیظ، اطمینان از ایمنی تردد کشتی ها بدون ناوبری ماهواره ای دشوار است.

ژئودزی و نقشه برداری

فناوری GLONASS در کاداستر شهر و زمین، برنامه ریزی و مدیریت توسعه سرزمینی و برای به روز رسانی نقشه های توپوگرافی استفاده می شود. استفاده از فناوری های GLONASS باعث افزایش سرعت و کاهش هزینه های ایجاد نقشه ها و به روز رسانی آنها می شود - در برخی موارد، نیازی به عکاسی هوایی گران قیمت یا بررسی های توپوگرافی کار فشرده نیست. که در فدراسیون روسیهحجم بازار فعلی تجهیزات ژئودتیک بر اساس GNSS 2.3 هزار واحد برآورد شده است.

محیط

جامعه علمی به طور فعال از داده های ناوبری برای مشاهدات و تحقیقات زمین استفاده می کند. گلوناس توسعه روش ها و ابزارهای طراحی شده برای حل مشکلات اساسی ژئودینامیک، تشکیل سیستم مختصات زمین، ساخت مدل زمین، اندازه گیری جزر و مد، جریان ها و سطح دریا، تعیین و همگام سازی زمان، محلی سازی نشت نفت، و بازیابی را ترویج می کند. زمین پس از دفع زباله های خطرناک

سیگنال های ناوبری از فضاپیمای گلوناس نقش مهمی در مطالعه فرآیندهای لرزه ای ایفا می کنند. با استفاده از داده های ماهواره ای، می توان فرآیندهای جابجایی صفحات تکتونیکی را با دقت بیشتری نسبت به تجهیزات زمینی ثبت کرد. علاوه بر این، اختلالات در یونوسفر که با استفاده از ماهواره‌های ناوبری ثبت شده‌اند، اطلاعاتی را در مورد حرکت‌های نزدیک به پوسته زمین در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند. بنابراین، ناوبری ماهواره‌ای جهانی امکان پیش‌بینی زلزله و به حداقل رساندن پیامدهای آن را برای انسان فراهم می‌کند. فن آوری های مبتنی بر GLONASS همچنین به نظارت بر خودرو و راه آهندر مناطق بهمن خیز در مناطق کوهستانی.

ناوبری فضایی

در صنعت فضایی، از فناوری‌های گلوناس برای ردیابی وسایل نقلیه پرتاب، تعیین دقیق مدار فضاپیماها، تعیین جهت فضاپیما نسبت به خورشید و برای مشاهده دقیق، کنترل و تعیین هدف سامانه‌های دفاع موشکی استفاده می‌شود.

به طور خاص، تجهیزات زیر به تجهیزات ناوبری ماهواره‌ای GLONASS یا GLONASS/GPS مجهز شده‌اند: وسیله نقلیه پرتاب Proton-M، وسیله نقلیه پرتاب سایوز، مراحل بالای Breeze، Fregat، DM و فضاپیمای Meteor-M.، "یونوسفر". ، "Canopus-ST"، "Condor-E"، "Bars-M"، "Lomonosov" و همچنین مجتمع های سیار راه آهن که برای حمل وسایل نقلیه پرتاب و اجزای سوخت موشک استفاده می شود.

در صنعت فضایی، تعداد زیادی از پروژه ها برای حل مشکلات سنجش از دور زمین، شناسایی، نقشه برداری، نظارت بر شرایط یخ، موقعیت های اضطراری و همچنین در زمینه مطالعه زمین نیاز به دانش بسیار دقیقی از مدارهای فضاپیما دارند. و اقیانوس جهانی، ساخت یک مدل دینامیکی با دقت بالا از ژئوئید، مدل‌های دینامیکی با دقت بالا از یونوسفر و جو. در عین حال، دقت دانش موقعیت اشیاء در سطح چندین سانتی متر مورد نیاز است؛ روش های ویژه برای پردازش اندازه گیری های سیستم GLONASS از گیرنده های واقع در سفینه فضایی می تواند با موفقیت این مشکل را حل کند.

ساخت و ساز

در روسیه، فناوری های GLONASS در نظارت بر تجهیزات ساخت و ساز، و همچنین نظارت بر جابجایی جاده، نظارت بر تغییر شکل اجسام ثابت خطی، و در سیستم های کنترل تجهیزات ساخت و ساز جاده استفاده می شود.

خدمات ناوبری ماهواره ای در تعیین موقعیت اشیاء جغرافیایی با دقت سانتی متری هنگام گذاشتن خطوط لوله نفت و گاز، خطوط برق و روشن کردن پارامترهای زمین در هنگام ساخت ساختمان ها و سازه ها و ساخت و ساز جاده کمک می کند. به گفته کارشناسان داخلی و خارجی، استفاده از GLONASS راندمان ساخت و ساز و کارهای کاداستر را 30-40٪ افزایش می دهد.

استفاده از خدمات GLONASS به شما امکان می دهد تا به سرعت اطلاعاتی در مورد وضعیت سازه های مهندسی پیچیده و اشیاء بالقوه خطرناک مانند سدها، پل ها، تونل ها، شرکت های صنعتی و نیروگاه های هسته ای انتقال دهید. با کمک مانیتورینگ ماهواره ای، متخصصان اطلاعات به موقع در مورد نیاز به تشخیص اضافی این سازه ها و تعمیر آنها دریافت می کنند.

سیستم های ارتباطی

GLONASS برای ثبت موقت تراکنش های پولی در معاملات سهام، ارز و کالا استفاده می شود. روش مستمر و دقیق ثبت نقل و انتقالات و امکان ردیابی آنها اساس عملکرد سیستم های معاملاتی بین المللی برای معاملات بین بانکی است. بزرگترین بانک های سرمایه گذاری از GLONASS برای همگام سازی استفاده می کنند شبکه های کامپیوترشعبه های آن در سراسر روسیه. صرافی متحد MICEX-RTS از سیگنال های زمانی GLONASS برای ثبت دقیق مظنه ها هنگام انجام معاملات استفاده می کند. تجهیزات GLONASS که برای منافع زیرساخت های مخابراتی استفاده می شود، راه حل هایی را برای مشکلات همگام سازی شبکه های ارتباطی ارائه می دهد.

سلاح

سیستم گلوناس برای کارایی حل مشکلات توسط نیروهای مسلح و کاربران ویژه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. این سیستم برای حل مشکلات پشتیبانی هماهنگ زمانی برای انواع و شاخه‌های نیروها، از جمله افزایش کارایی استفاده از سلاح‌های با دقت بالا، هواپیماهای بدون سرنشین و فرماندهی و کنترل عملیاتی نیروها استفاده می‌شود.

سامانه‌های موقعیت‌یابی و ناوبری ماهواره‌ای که در اصل برای نیازهای نظامی توسعه یافته‌اند، اخیراً کاربرد گسترده‌ای در حوزه غیرنظامی پیدا کرده‌اند. نظارت GPS/GLONASS بر حمل و نقل، نظارت بر افراد نیازمند مراقبت، نظارت بر جابجایی کارکنان، ردیابی حیوانات، ردیابی چمدان ها، ژئودزی و نقشه برداری از حوزه های اصلی استفاده از فناوری های ماهواره ای است.

در حال حاضر دو سیستم موقعیت یابی ماهواره ای جهانی در ایالات متحده آمریکا و فدراسیون روسیه و دو سیستم منطقه ای ایجاد شده است که چین، کشورهای اتحادیه اروپا و تعدادی دیگر از کشورهای اروپایی و آسیایی را پوشش می دهد. نظارت GLONASS و نظارت GPS در روسیه موجود است.

سیستم های GPS و GLONASS

GPS (سیستم موقعیت جهانی) یک سیستم ماهواره ای است که توسعه آن در آمریکا در سال 1977 آغاز شد. تا سال 1993، این برنامه مستقر شد و تا جولای 1995، سیستم به طور کامل آماده شد. در حال حاضر، شبکه فضایی GPS از 32 ماهواره تشکیل شده است: 24 ماهواره اصلی، 6 ماهواره پشتیبان. آنها در مداری متوسط ​​رو به بالا (20180 کیلومتر) در شش هواپیما به دور زمین می چرخند که در هر کدام چهار ماهواره اصلی وجود دارد.

روی زمین یک ایستگاه کنترل اصلی و ده ایستگاه ردیابی وجود دارد که سه تای آنها داده های تصحیح را به آخرین نسل ماهواره ها ارسال می کنند که آنها را در کل شبکه توزیع می کند.

توسعه سیستم GLONASS (سیستم ناوبری ماهواره ای جهانی) در سال 1982 در اتحاد جماهیر شوروی آغاز شد. پایان کار در دسامبر 2015 اعلام شد. GLONASS برای کار کردن به 24 ماهواره نیاز دارد، 18 ماهواره برای پوشش قلمرو و فدراسیون روسیه کافی است و تعداد کل ماهواره های واقع در این لحظهدر مدار (از جمله موارد ذخیره) - 27. آنها همچنین در یک مدار متوسط ​​رو به بالا، اما در ارتفاع پایین تر (19140 کیلومتر)، در سه هواپیما، با هشت ماهواره اصلی در هر حرکت می کنند.

ایستگاه های زمینی GLONASS در روسیه (14)، قطب جنوب و برزیل (هر کدام یک) قرار دارند و تعدادی ایستگاه اضافی نیز برای استقرار برنامه ریزی شده است.

سلف GPS سیستم ترانزیت بود که در سال 1964 برای کنترل پرتاب موشک از زیردریایی ها توسعه یافت. این ماهواره می توانست منحصراً اجسام ثابت را با دقت 50 متر پیدا کند و تنها ماهواره تنها یک ساعت در روز در معرض دید قرار داشت. برنامه GPSقبلاً نام‌های DNSS و NAVSTAR را داشت. در اتحاد جماهیر شوروی، ایجاد یک سیستم ماهواره ای ناوبری در سال 1967 به عنوان بخشی از برنامه Cyclone آغاز شد.

تفاوت های اصلی بین سیستم های نظارت GLONASS و GPS:

• ماهواره های آمریکایی به طور همزمان با زمین حرکت می کنند، در حالی که ماهواره های روسی به صورت ناهمزمان حرکت می کنند.
• ارتفاعات و تعداد مدارهای مختلف؛
• زوایای مختلف شیب آنها (حدود 55 درجه برای GPS، 64.8 درجه برای GLONASS).
• فرمت های سیگنال مختلف و فرکانس های کاری

مزایای GPS

• GPS قدیمی ترین سیستم موقعیت یابی موجود است که قبل از روسیه کاملاً عملیاتی بود.
• قابلیت اطمینان از استفاده از تعداد بیشتری از ماهواره های اضافی ناشی می شود.
• موقعیت یابی با خطای کوچکتر از GLONASS (به طور متوسط ​​4 متر و برای ماهواره های آخرین نسل - 60-90 سانتی متر) رخ می دهد.
• بسیاری از دستگاه ها از سیستم پشتیبانی می کنند.

مزایای سیستم گلوناس

• موقعیت ماهواره های ناهمزمان در مدار پایدارتر است که کنترل آنها را آسان تر می کند. تنظیمات منظم لازم نیست. این مزیتبرای متخصصان مهم است نه مصرف کنندگان.
• این سیستم در روسیه ایجاد شده است، بنابراین دریافت سیگنال قابل اعتماد و دقت موقعیت یابی در عرض های شمالی را تضمین می کند. این به دلیل زاویه شیب بیشتر مدارهای ماهواره به دست می آید.
• GLONASS یک سیستم داخلی است و در صورت خاموش شدن GPS در دسترس روس ها باقی خواهد ماند.

معایب سیستم GPS

• ماهواره ها همزمان با چرخش زمین می چرخند، بنابراین موقعیت یابی دقیق نیاز به عملکرد ایستگاه های اصلاحی دارد.
• زاویه شیب کم سیگنال خوب و موقعیت یابی دقیق را در مناطق قطبی و عرض های جغرافیایی بالا ارائه نمی دهد.
• حق کنترل سیستم متعلق به ارتش است و آنها می توانند سیگنال را برای غیرنظامیان یا سایر کشورها در صورت درگیری با آنها مخدوش کرده یا به طور کامل GPS را غیرفعال کنند. بنابراین، اگرچه GPS برای حمل و نقل دقیق تر و راحت تر است، GLONASS قابل اعتمادتر است.

معایب سیستم گلوناس

• توسعه این سیستم دیرتر آغاز شد و تا همین اواخر با عقب ماندگی قابل توجهی از آمریکایی ها (بحران، سوء استفاده مالی، سرقت) انجام می شد.
• مجموعه ناقص ماهواره ها عمر سرویس ماهواره های روسی کوتاه تر از ماهواره های آمریکایی است، آنها اغلب نیاز به تعمیر دارند، بنابراین دقت ناوبری در تعدادی از مناطق کاهش می یابد.
• نظارت بر خودروهای ماهواره‌ای GLONASS به دلیل هزینه بالای دستگاه‌هایی که برای کار با سیستم موقعیت‌یابی داخلی سازگار شده‌اند، گران‌تر از GPS است.
• نقص نرم افزاربرای گوشی های هوشمند، PDA ها ماژول های GLONASS برای ناوبران طراحی شده اند. برای جمع و جور دستگاه های قابل حملامروزه بیشتر رایج است و گزینه مقرون به صرفه- آیا فقط از GPS-GLONASS یا GPS پشتیبانی می کند.

خلاصه

سیستم های GPS و GLONASS مکمل یکدیگر هستند. راه حل بهینه نظارت ماهواره ای GPS-GLONASS است. دستگاه هایی با دو سیستم، به عنوان مثال، نشانگرهای GPS با ماژول M-Plata GLONASS، دقت موقعیت یابی بالا و عملکرد قابل اعتماد را ارائه می دهند. اگر برای موقعیت یابی منحصراً با استفاده از GLONASS خطا به طور متوسط ​​​​6 متر و برای GPS - 4 متر باشد، در صورت استفاده همزمان از دو سیستم به 1.5 متر کاهش می یابد. اما چنین دستگاه هایی با دو میکروچیپ گران تر هستند.

GLONASS به طور خاص برای عرض های جغرافیایی روسیه توسعه داده شده است و به طور بالقوه قادر به ارائه دقت بالایی است؛ به دلیل کمبود کارکنان آن با ماهواره ها، مزیت واقعی هنوز در سمت GPS است. مزایای سیستم آمریکایی در دسترس بودن و انتخاب گسترده دستگاه های مجهز به GPS است.