Quali sono i modelli di glonass. Gps vs glonass: quale sistema è migliore. Breve descrizione del concetto di sistema differenziale unico

Per molto tempo, il sistema di geolocalizzazione globale GPS creato negli Stati Uniti è stato l'unico a disposizione degli utenti ordinari. Ma anche tenendo conto del fatto che la precisione degli strumenti civili era inizialmente inferiore a quella delle loro controparti militari, era sufficiente sia per la navigazione che per il tracciamento delle coordinate delle auto.

Tuttavia, anche in Unione Sovietica fu sviluppato un proprio sistema di coordinate, noto oggi come GLONASS. Nonostante il principio di funzionamento simile (viene utilizzato il calcolo degli intervalli di tempo tra i segnali dei satelliti), GLONASS presenta gravi differenze pratiche rispetto al GPS, dovute sia alle condizioni di sviluppo che all'implementazione pratica.

• GLONASS è più preciso nelle condizioni regioni settentrionali . Ciò è spiegato dal fatto che importanti raggruppamenti militari dell'URSS, e successivamente della Russia, erano situati proprio nel nord del paese. Pertanto, la meccanica di GLONASS è stata calcolata tenendo conto della precisione in tali condizioni.
• Per il funzionamento ininterrotto del sistema GLONASSnon sono necessarie stazioni di correzione. Fornire Precisione GPS, i cui satelliti sono stazionari rispetto alla Terra, è necessaria una catena di stazioni geostazionarie per tracciare le inevitabili deviazioni. A loro volta, i satelliti GLONASS sono mobili rispetto alla Terra, quindi il problema della correzione delle coordinate è assente fin dall'inizio.

Per l'uso civile, questa differenza è evidente. Ad esempio, in Svezia 10 anni fa è stato GLONASS ad essere utilizzato attivamente, nonostante il gran numero di apparecchiature GPS già esistenti. Gran parte del territorio di questo paese si trova alle latitudini del nord della Russia, e i vantaggi di GLONASS in tali condizioni sono evidenti: minore è l'inclinazione del satellite rispetto all'orizzonte, più accuratamente è possibile calcolare le coordinate e la velocità. di movimento con la stessa precisione nella stima degli intervalli di tempo tra i loro segnali (dati dall'apparecchiatura del navigatore).

Quindi quale è meglio?

È sufficiente valutare il moderno mercato dei sistemi telematici per ottenere la risposta giusta a questa domanda. Utilizzando contemporaneamente la connessione ai satelliti GPS e GLONASS in un sistema di navigazione o di sicurezza, è possibile ottenere tre vantaggi principali.

• Alta precisione. Il sistema, analizzando i dati attuali, può scegliere quello più corretto tra quelli disponibili. Ad esempio, alla latitudine di Mosca, il GPS ora fornisce la massima precisione, mentre a Murmansk GLONASS diventerà il leader in questo parametro.
• Massima affidabilità. Entrambi i sistemi operano su canali diversi, pertanto, di fronte a disturbi deliberati o interferenze estranee con l'aria nella banda GPS (come nel caso più comune), il sistema manterrà la capacità di geolocalizzazione utilizzando la rete GLONASS.
• Indipendenza. Poiché sia ​​il GPS che il GLONASS sono originariamente sistemi militari, l'utente potrebbe riscontrare la privazione dell'accesso a una delle reti. Per fare ciò, è sufficiente che lo sviluppatore introduca restrizioni software nell'implementazione del protocollo di comunicazione. Per il consumatore russo, GLONASS diventa in una certa misura in modo di riserva funzionamento quando il GPS non è disponibile.

Ecco perché i sistemi "Caesar Satellite" da noi offerti, in tutte le modifiche, utilizzano esattamente il doppio geoposizionamento, integrato dalle coordinate di tracciamento delle stazioni base comunicazione cellulare.

Come funziona la geolocalizzazione veramente affidabile

Considera il funzionamento di un affidabile sistema di tracciamento GPS / GLONASS utilizzando l'esempio di Cesar Tracker A.

Il sistema è in modalità di sospensione e non trasmette dati rete cellulare e spegnere i ricevitori GPS e GLONASS. Ciò è necessario per preservare il più possibile la durata della batteria integrata e rispettivamente per garantire la massima autonomia del sistema che protegge la tua auto. Nella maggior parte dei casi, la batteria dura 2 anni. Se hai bisogno di conoscere la posizione della tua auto, ad esempio in caso di furto, devi contattare il centro sicurezza Caesar Satellite. I nostri dipendenti trasferiscono il sistema in uno stato attivo e ricevono dati sulla posizione dell'auto.

Durante il passaggio alla modalità attiva si verificano contemporaneamente tre processi indipendenti:

• Lavori Ricevitore GPS, analizzando le coordinate sul tuo programma di geoposizionamento. Se vengono rilevati meno di tre satelliti in un dato periodo di tempo, il sistema viene considerato non disponibile. Allo stesso modo, le coordinate sono determinate dal canale GLONASS.
• Il tracker confronta i dati di entrambi i sistemi. Se in ciascuno viene trovato un numero sufficiente di satelliti, il tracker seleziona i dati che considera più affidabili e accurati. Ciò è particolarmente vero con le contromisure elettroniche attive: blocco o sostituzione del segnale GPS.
• Il modulo GSM elabora i dati di geolocalizzazione da LBS (stazioni base cellulari). Questo metodo è considerato il meno accurato e viene utilizzato solo se sia il GPS che il GLONASS non sono disponibili.

Così, sistema moderno il tracciamento ha una tripla affidabilità, applicando tre sistemi di geoposizionamento separatamente. Ma, ovviamente, è il supporto GPS/GLONASS nella progettazione del tracker che garantisce la massima precisione.

Applicazione nei sistemi di monitoraggio

A differenza dei segnalibri-segnalibri, i sistemi di monitoraggio utilizzati nei veicoli commerciali monitorano costantemente la posizione del veicolo e la sua velocità attuale. Con questa applicazione i vantaggi del doppio posizionamento GPS/GLONASS si rivelano ancora più pienamente. La duplicazione dei sistemi consente:

• supportare il monitoraggio in caso di problemi a breve termine con la ricezione del segnale da GPS o GLONASS;
• mantenere un'elevata precisione indipendentemente dalla direzione del volo. Utilizzando un sistema come CS Logistic GLONASS PRO, puoi operare con sicurezza voli da Chukotka a Rostov sul Don, mantenendo il pieno controllo sul trasporto lungo l'intero percorso;
• proteggere i veicoli commerciali dall'apertura e dal furto. I server "Caesar Satellite" ricevono in tempo reale informazioni sull'ora e sulla posizione esatta dell'auto;
• contrastare efficacemente i dirottatori. Il sistema salva memoria interna la massima quantità di dati possibile anche se il canale di comunicazione con il server è completamente non disponibile. Le informazioni iniziano a essere trasmesse alla minima interruzione del disturbo radio.

Scegliendo un sistema GPS/GLONASS ti garantisci le migliori capacità di servizio e sicurezza rispetto ai sistemi che utilizzano solo uno dei metodi di geolocalizzazione.

L'idea di determinare la posizione degli oggetti utilizzando i satelliti artificiali della Terra venne in mente agli americani negli anni '50. Tuttavia, il satellite sovietico ha spinto gli scienziati.

Il fisico americano Richard Kershner si rese conto che se conosci le coordinate a terra, puoi scoprire la velocità della navicella spaziale sovietica. Questo fu l'inizio dell'implementazione del programma, che in seguito divenne noto come GPS - Global Positioning System. Nel 1974 fu lanciato in orbita il primo satellite americano. Inizialmente, questo progetto era destinato ai dipartimenti militari.

Come funziona la geolocalizzazione

Considera le caratteristiche del geoposizionamento sull'esempio di un tracker convenzionale. Fino al momento dell'attivazione, il dispositivo è in modalità standby, il modulo GPS GLONASS è spento. Questa opzione viene fornita per risparmiare la carica della batteria e aumentare la durata durata della batteria dispositivi.

Durante l'attivazione, vengono avviati tre processi contemporaneamente:

• il ricevitore GPS inizia ad analizzare le coordinate secondo il programma integrato. Se a questo punto vengono rilevati tre satelliti, il sistema viene considerato non disponibile. Lo stesso sta accadendo con GLONASS;
• se il tracker (ad esempio il navigatore) supporta i moduli di due sistemi, il dispositivo analizza le informazioni ricevute da entrambi i satelliti. Poi legge le informazioni che ritiene attendibili;
• se al momento opportuno i segnali di entrambi i sistemi non sono disponibili, allora viene attivato il GSM. Ma i dati ottenuti in questo modo saranno imprecisi.

Pertanto, quando si pone la domanda: cosa scegliere: GPS o GLONASS, scegliere l'apparecchiatura che supporta due sistemi satellitari. Le carenze del lavoro di uno di loro si sovrapporranno all'altro. Pertanto, il ricevitore ha a disposizione contemporaneamente i segnali di 18-20 satelliti. Ciò garantisce un buon livello e stabilità del segnale, minimizzando gli errori.

Costo del servizio di monitoraggio GPS e GLONASS

Diversi fattori influenzano il costo finale dell’attrezzatura:

• paese produttore;
• quali sistemi di navigazione vengono utilizzati;
• qualità dei materiali e funzioni aggiuntive;
• manutenzione del software.

L'opzione più economica è l'attrezzatura di fabbricazione cinese. Il prezzo parte da 1000 rubli. Tuttavia, non è previsto un servizio di qualità. Per tali soldi, il proprietario riceverà funzionalità limitate e una breve durata.

Il prossimo segmento di apparecchiature sono i produttori europei. L'importo parte da 5000 rubli, ma in cambio l'acquirente riceve software stabile e funzionalità avanzate.

I produttori russi offrono attrezzature abbastanza convenienti a prezzi ragionevoli. I prezzi per i tracker nazionali partono da 2500 rubli.

Una voce di spesa separata è la tariffa mensile e il pagamento per servizi aggiuntivi. Tariffa mensile per le società nazionali: 400 rubli. I produttori europei aprono ulteriori opzioni per una “moneta” aggiuntiva.

Dovrai pagare per l'installazione dell'attrezzatura. In media, l'installazione in un centro servizi costerà 1.500 rubli.

Vantaggi e svantaggi di GLONASS e GPS

Consideriamo ora i pro e i contro di ciascun sistema.

I satelliti GPS difficilmente compaiono nell'emisfero meridionale, mentre GLONASS trasmette un segnale a Mosca, Svezia e Norvegia. La chiarezza del segnale è maggiore nel sistema americano grazie ai 27 satelliti attivi. La differenza di errore "fa il gioco" dei satelliti statunitensi. Per fare un confronto: l'imprecisione del GLONASS è di 2,8 m, quella del GPS è di 1,8 m, ma si tratta comunque di un valore medio. La purezza dei calcoli dipende dalla posizione dei satelliti in orbita. In alcuni casi, i dispositivi sono allineati in modo tale che il grado di errore di calcolo aumenta. Questa situazione si verifica in entrambi i sistemi.

Riepilogo

Quindi cosa vince nel confronto GPS vs GLONASS? A rigor di termini, agli utenti civili non interessa quali satelliti utilizza la loro tecnologia di navigazione. Entrambi i sistemi sono gratuiti e sono disponibili accesso libero. Una soluzione ragionevole per gli sviluppatori sarà l'integrazione reciproca dei sistemi. In questo caso, il numero richiesto di dispositivi sarà nel “campo visivo” del tracker anche in condizioni meteorologiche avverse e interferenze sotto forma di grattacieli.

GPS e GLONASS. Video collegati

Le mappe cartacee del territorio sono state sostituite da mappe elettroniche, la cui navigazione viene effettuata utilizzando il sistema satellitare GPS. Da questo articolo imparerai quando è apparsa la navigazione satellitare, cos'è adesso e cosa la attende nel prossimo futuro.

Durante la seconda guerra mondiale, le flottiglie degli Stati Uniti e della Gran Bretagna avevano una carta vincente significativa: il sistema di navigazione LORAN che utilizzava radiofari. Alla fine delle ostilità, la tecnologia fu messa a loro disposizione dalle navi civili dei paesi “filo-occidentali”. Dieci anni dopo, l’URSS mise in atto la sua risposta: il sistema di navigazione Chaika, basato su radiofari, è ancora in uso oggi.

Ma la navigazione terrestre presenta notevoli inconvenienti: il terreno irregolare diventa un ostacolo e l'influenza della ionosfera influisce negativamente sul tempo di trasmissione del segnale. Se la distanza tra il faro di navigazione e la nave è eccessiva, l'errore di posizione può essere misurato in chilometri, il che è inaccettabile.

I fari terrestri furono sostituiti dai sistemi di navigazione satellitare per scopi militari, il primo dei quali, l'American Transit (un altro nome per NAVSAT), fu lanciato nel 1964. Sei satelliti a bassa orbita hanno assicurato la precisione nel determinare le coordinate fino a duecento metri.

Nel 1976, l’URSS lanciò un sistema di navigazione militare simile, Cyclone, e tre anni dopo, uno civile chiamato Cicada. Il grande svantaggio dei primi sistemi di navigazione satellitare era che potevano solo essere utilizzati poco tempo per un'ora. I satelliti in orbita bassa, e anche in piccoli numeri, non erano in grado di fornire un'ampia copertura del segnale.

GPS contro GLONASS

Nel 1974, l'esercito americano lanciò in orbita il primo satellite dell'allora nuovo sistema di navigazione NAVSTAR, successivamente ribattezzato GPS (Global Positioning System). A metà degli anni '80, le navi e gli aerei civili potevano utilizzare la tecnologia GPS, ma per molto tempo furono in grado di posizionarsi in modo meno preciso di quello militare. Il ventiquattresimo satellite GPS, l'ultimo necessario per coprire la superficie terrestre, è stato lanciato nel 1993.

Nel 1982, l'URSS presentò la sua risposta: divenne la tecnologia GLONASS (Global Navigation Satellite System). L'ultimo 24° satellite GLONASS entrò in orbita nel 1995, ma la breve durata di servizio dei satelliti (da tre a cinque anni) e i finanziamenti insufficienti per il progetto misero il sistema fuori uso per quasi un decennio. Solo nel 2010 è stata ripristinata la copertura globale di GLONASS.

Per evitare tali guasti, sia il GPS che il GLONASS ora utilizzano 31 satelliti: 24 principali e 7 di backup, come si suol dire, solo in caso di "incendio". I moderni satelliti di navigazione volano ad un'altitudine di circa 20mila km e riescono a fare il giro della Terra due volte al giorno.

Come funziona il GPS

Il posizionamento nella rete GPS viene effettuato misurando la distanza dal ricevitore a diversi satelliti, la cui posizione attualmente è nota con precisione. La distanza da un satellite viene misurata moltiplicando il ritardo del segnale per la velocità della luce.
La comunicazione con il primo satellite fornisce informazioni solo sulla sfera delle possibili posizioni del ricevitore. L'intersezione di due sfere darà un cerchio, tre - due punti e quattro - l'unico vero punto sulla mappa. Nel ruolo di una delle sfere, viene spesso utilizzato il nostro pianeta, che consente di posizionare solo tre satelliti invece di quattro. In teoria, la precisione del posizionamento GPS può raggiungere i 2 metri (in pratica, l'errore è molto maggiore).

Ogni satellite invia un ampio insieme di informazioni al ricevitore: ora esatta e sua correzione, almanacco, dati sulle effemeridi e parametri ionosferici. È necessario un segnale orario preciso per misurare il ritardo tra l'invio e la ricezione.

I satelliti di navigazione sono dotati di orologi al cesio di alta precisione, mentre i ricevitori sono dotati di orologi al quarzo molto meno precisi. Pertanto, per controllare l'ora, viene stabilito il contatto con un ulteriore (quarto) satellite.

Ma gli orologi al cesio possono anche essere sbagliati, per questo vengono confrontati con gli orologi all’idrogeno posizionati a terra. Per ogni satellite nel centro di controllo del sistema di navigazione viene calcolata individualmente una correzione temporale, che viene successivamente inviata al ricevitore insieme all'ora esatta.

Un altro componente importante del sistema di navigazione satellitare è l'almanacco, che è una tabella dei parametri orbitali dei satelliti per un mese a venire. L'almanacco e la correzione temporale vengono calcolati nel centro di controllo.

Vengono trasmessi i satelliti e i dati delle singole effemeridi, sulla base dei quali vengono calcolate le deviazioni dell'orbita. E dato che la velocità della luce non è costante da nessuna parte tranne che nel vuoto, viene necessariamente preso in considerazione il ritardo del segnale nella ionosfera.

La trasmissione dei dati nella rete GPS viene effettuata rigorosamente a due frequenze: 1575,42 MHz e 1224,60 MHz. Diversi satelliti trasmettono sulla stessa frequenza ma utilizzano la divisione del codice CDMA. Cioè, il segnale satellitare è solo rumore, che può essere decodificato solo se esiste un codice PRN appropriato.

L'approccio di cui sopra consente di fornire un'elevata immunità al rumore e di utilizzare una gamma di frequenze ristretta. Tuttavia, a volte i ricevitori GPS devono cercare i satelliti per molto tempo per una serie di motivi.

In primo luogo, il ricevitore inizialmente non sa dove si trova il satellite, se si sta allontanando o avvicinandosi e qual è l'offset di frequenza del suo segnale. In secondo luogo, il contatto con un satellite è considerato riuscito solo quando da esso viene ricevuto un set completo di informazioni. La velocità di trasferimento dei dati nella rete GPS raramente supera i 50 bps. E non appena il segnale si interrompe a causa di interferenze radio, la ricerca ricomincia.

Il futuro della navigazione satellitare

Ora GPS e GLONASS sono ampiamente utilizzati per scopi pacifici e, di fatto, sono intercambiabili. I chip di navigazione più recenti supportano entrambi gli standard di comunicazione e si collegano ai satelliti rilevati per primi.

Il GPS americano e il GLONASS russo non sono gli unici sistemi di navigazione satellitare al mondo. Ad esempio, Cina, India e Giappone hanno iniziato a implementare i propri SSN chiamati rispettivamente BeiDou, IRNSS e QZSS, che opereranno solo all’interno dei loro paesi e quindi richiederanno un numero relativamente piccolo di satelliti.

Ma l’interesse più grande, forse, è il progetto Galileo, che è stato sviluppato dall’Unione Europea e dovrebbe essere lanciato a pieno regime prima del 2020. Inizialmente, Galileo era concepito come una rete puramente europea, ma i paesi del Medio Oriente e del Sud America hanno già dichiarato il loro desiderio di partecipare alla sua creazione. Quindi, una “terza forza” potrebbe presto apparire sul mercato dei CLO globali. Se questo sistema è compatibile anche con quelli esistenti, e molto probabilmente lo sarà, i consumatori ne trarranno solo vantaggio: la velocità di ricerca dei satelliti e la precisione del posizionamento dovrebbero aumentare.

Oggi è difficile trovare un ambito di sviluppo socioeconomico in cui non possano essere utilizzati i servizi di navigazione satellitare. Il più rilevante è l’uso delle tecnologie GLONASS nel settore dei trasporti, compresa la navigazione marittima e fluviale, il trasporto aereo e terrestre. Allo stesso tempo, secondo gli esperti, circa l'80% delle apparecchiature di navigazione viene utilizzata nel trasporto stradale.

TRASPORTO TERRA

Uno dei principali ambiti di applicazione della navigazione satellitare è il monitoraggio dei veicoli. Questo servizio è molto importante per le aziende industriali, edili e di trasporto. Le apparecchiature di navigazione che ricevono i segnali GLONASS consentono di determinare la posizione dell'auto, indicazioni sensori di misurazione può garantire sia la sicurezza del trasporto passeggeri, sia la comodità e l'ottimizzazione del funzionamento dei veicoli commerciali, per escluderne l'uso improprio. L'implementazione del sistema consente ai proprietari di flotte di ridurre i costi di manutenzione del 20-30% in 4-6 mesi.

Una delle tecnologie implementate in Russia basate sulla navigazione satellitare è il sistema di trasporto intelligente (ITS). Comprende il monitoraggio del trasporto di merci pericolose, ingombranti e pesanti, il monitoraggio del regime di lavoro e di riposo dei conducenti, la gestione e la programmazione del traffico passeggeri, l'informazione dei passeggeri sul trasporto urbano.

L'efficacia dell'uso dei servizi di navigazione satellitare nel trasporto terrestre può essere valutata secondo criteri quali:

• riduzione del numero di incidenti stradali, nonché delle persone uccise e ferite in incidenti stradali, riducendo i tempi di risposta agli incidenti stradali;
• ridurre i tempi di percorrenza, aumentando l’attrattiva del trasporto pubblico;
• migliorare la qualità della spesa dei fondi di bilancio.

Secondo gli esperti, grazie all'introduzione dei sistemi di trasporto intelligenti, la crescita del PIL russo potrà raggiungere il 4-5% annuo.

Il monitoraggio e le tecnologie di navigazione e informazione basate sui servizi del sistema GLONASS sono dotati di trasporti municipali e pubblici dei territori di Altai, Krasnodar, Krasnoyarsk, Stavropol, Khabarovsk, Astrakhan, Belgorod, Vologda, Kaluga, Kurgan, Magadan, Mosca, Nizhny Novgorod , Novosibirsk, Penza, Rostov, Samara , Saratov, Tambov, regioni di Tyumen, Mosca, le repubbliche di Mordovia, Tatarstan, Chuvashia. In tutta la Russia, gli elementi ITS sono stati implementati e funzionano effettivamente in più di 100 città.

CERCA E SALVA

Anche le apparecchiature che ricevono segnali dai satelliti di navigazione sono installate sulle ambulanze veicoli servizi di emergenza. Il coordinamento e il supporto temporale basati sui dati satellitari consentono alle squadre mediche e di soccorso di arrivare più rapidamente nei luoghi di emergenza per fornire assistenza alle vittime. Con l'aiuto di GLONASS, viene tracciata la posizione e il movimento dei gruppi di vigili del fuoco.

Uno degli esempi illustrativi dell'uso della navigazione satellitare globale nell'interesse della salvezza di vite umane è il sistema ERA-GLONASS (risposta di emergenza in caso di incidenti). Il suo compito principale è determinare il fatto di un incidente stradale e trasferire i dati al server di risposta. In caso di incidente stradale, il terminale di navigazione e telecomunicazione installato su di esso determina automaticamente le coordinate, stabilisce una connessione con il centro server del sistema di monitoraggio e trasmette all'operatore i dati sull'incidente tramite canali di comunicazione cellulare. Questi dati consentono di determinare la natura e la gravità dell'incidente e di effettuare una risposta immediata delle ambulanze. L'uso dei dati del sistema globale di navigazione satellitare attraverso ERA-GLONASS può ridurre significativamente il tasso di mortalità per lesioni derivanti da incidenti stradali.

Un altro campo di applicazione di GLONASS nell’interesse della salvezza di vite umane è la combinazione della navigazione satellitare globale con il sistema internazionale di ricerca e salvataggio COSPAS-SARSAT. Questa funzione è fornita sul veicolo spaziale di navigazione dell'ultima generazione Glonass-K. Già nella fase delle prove di volo, il satellite Glonass-K n. 11 nel marzo 2012 ha trasmesso un segnale di soccorso su un elicottero canadese precipitato attraverso il ripetitore di questo sistema, grazie al quale l'equipaggio è stato salvato.

NAVIGAZIONE PERSONALE

I chipset con ricevitori di navigazione GLONASS vengono utilizzati in smartphone, tablet, fotocamere digitali, dispositivi per il fitness, tracker indossabili, laptop, navigatori, orologi, occhiali e altri dispositivi. La navigazione personale sta diventando il principale ambito di applicazione delle tecnologie di navigazione satellitare.

L’uso delle tecnologie GNSS ha contribuito alla nascita di sport e attività all’aria aperta completamente nuovi. Un esempio di ciò è il geocaching, un gioco turistico che utilizza sistemi di navigazione satellitare, il cui significato è trovare le cache nascoste dagli altri partecipanti al gioco. Un altro nuovo sport di geotagging è la corsa campestre verso coordinate satellitari predeterminate.

Un'area promettente di applicazione delle tecnologie GLONASS è sistemi sociali fornire assistenza a persone con disabilità o bambini piccoli. Utilizzando un apparecchio di navigazione con interfaccia vocale, una persona non vedente può determinare la strada verso un negozio, una clinica, ecc. I proprietari di tali dispositivi possono, in caso di pericolo o di forte deterioramento del benessere, causare assistenza di emergenza premendo il pulsante antipanico. Un localizzatore satellitare individuale può aiutare i genitori a tracciare la posizione dei propri figli online per controllarne la sicurezza.

AVIAZIONE

Nell'aviazione, i ricevitori di navigazione sono integrati nei sistemi di navigazione aerea di bordo che forniscono la navigazione del percorso e l'avvicinamento all'atterraggio in condizioni meteorologiche difficili. La navigazione satellitare è di grande importanza per garantire l'atterraggio di piccoli aerei su aeroporti non attrezzati. I sistemi di navigazione basati su GLONASS aumentano la sicurezza della navigazione in elicottero, aumentano la precisione della navigazione dei veicoli aerei senza pilota.

TRASPORTO ACQUA

L'uso delle tecnologie GNSS per scopi marittimi/fluviali in Russia tende ad essere del 100%. La capacità del mercato russo è stimata in 18.560 unità di trasporto marittimo, comprese le navi mercantili e passeggeri fluviali e marittime. Le tecnologie GLONASS vengono utilizzate nel settore marittimo durante la scorta e le manovre delle navi condizioni difficili(chiuse, porti, canali, stretti, condizioni dei ghiacci), navigazione sulle vie navigabili interne, monitoraggio e contabilità della flotta, operazioni di salvataggio.

La crescita del traffico lungo la rotta del Mare del Nord, che può ridurre significativamente i tempi di consegna delle merci dalla regione Asia-Pacifico all'Europa, porta ad un aumento dell'intensità della navigazione in un'area con condizioni climatiche estremamente rigide. In condizioni di tempeste e fitte nebbie, senza navigazione satellitare è difficile garantire la sicurezza del traffico navale.

GEODESIA E CARTOGRAFIA

Le tecnologie GLONASS vengono utilizzate nel catasto urbano e fondiario, nella pianificazione e gestione dello sviluppo dei territori, per l'aggiornamento delle carte topografiche. L'uso delle tecnologie GLONASS accelera e riduce i costi di creazione e aggiornamento delle mappe: in alcuni casi non sono necessarie costose fotografie aeree o rilievi topografici che richiedono molto tempo. IN Federazione Russa l'attuale volume del mercato delle apparecchiature geodetiche basate sul GNSS è stimato in 2,3 mila unità.

AMBIENTE

La comunità scientifica utilizza attivamente i dati di navigazione per l'osservazione e la ricerca della Terra. GLONASS contribuisce allo sviluppo di metodi e strumenti progettati per risolvere i problemi fondamentali della geodinamica, la formazione del sistema di coordinate terrestri, la costruzione del modello terrestre, la misurazione delle maree, delle correnti e del livello del mare, la determinazione e la sincronizzazione del tempo, la localizzazione degli sversamenti di petrolio, la bonifica dei terreni dopo lo smaltimento dei rifiuti pericolosi.

I segnali di navigazione provenienti dai satelliti GLONASS svolgono un ruolo importante nello studio dei processi sismici. Con l'aiuto dei dati satellitari è possibile fissare i processi di spostamento delle placche tettoniche in modo più accurato rispetto alle apparecchiature a terra. Inoltre, i disturbi nella ionosfera registrati dai satelliti di navigazione forniscono agli scienziati dati sui movimenti in avvicinamento della crosta terrestre. Pertanto, la navigazione satellitare globale consente di prevedere i terremoti e di minimizzarne le conseguenze per l’uomo. Le tecnologie basate su GLONASS aiutano anche a controllare i veicoli e linee ferroviarie in zone a rischio di valanghe in zone montane.

NAVIGAZIONE SPAZIALE

Nell'industria spaziale, le tecnologie GLONASS vengono utilizzate per il tracciamento dei veicoli di lancio, la determinazione ad alta precisione delle orbite dei veicoli spaziali, la determinazione dell'orientamento di un veicolo spaziale rispetto al Sole, per l'osservazione, il controllo e la designazione accurata dei bersagli dei sistemi di difesa missilistica.

In particolare, gli apparati di navigazione satellitare GLONASS o GLONASS/GPS sono dotati di: veicolo di lancio Proton-M, veicolo di lancio Soyuz, Breeze, Fregat, stadi superiori DM, veicolo spaziale Meteor-M, Ionosfera, Kanopus-ST, Kondor-E, Bars- M, Lomonosov, nonché complessi ferroviari mobili utilizzati per il trasporto di veicoli di lancio e componenti di carburante per missili.

Nell'industria spaziale, un gran numero di progetti richiedono una conoscenza ad alta precisione delle orbite dei veicoli spaziali per risolvere problemi di telerilevamento della Terra, ricognizione, mappatura, monitoraggio delle condizioni del ghiaccio, situazioni di emergenza, nonché nel campo dello studio la Terra e gli oceani, costruendo un modello dinamico ad alta precisione del geoide, modelli dinamici ad alta precisione della ionosfera e dell'atmosfera. Allo stesso tempo, è richiesta l'accuratezza della conoscenza della posizione degli oggetti a livello di unità di centimetri; metodi speciali per l'elaborazione delle misurazioni del sistema GLONASS dai ricevitori situati a bordo del veicolo spaziale consentono di risolvere con successo anche questo problema.

COSTRUZIONE

In Russia, le tecnologie GLONASS vengono utilizzate nel monitoraggio delle macchine edili, nonché nel monitoraggio dello spostamento della carreggiata, nel monitoraggio delle deformazioni di oggetti stazionari lineari e nei sistemi di controllo delle macchine edili stradali.

I servizi di navigazione satellitare aiutano a determinare la posizione di oggetti geografici con precisione centimetrica durante la posa di oleodotti e gasdotti, linee elettriche, nel chiarire i parametri del terreno durante la costruzione di edifici e strutture, nella costruzione di strade. Secondo esperti nazionali e stranieri, l'uso di GLONASS aumenta l'efficienza dei lavori edili e catastali del 30-40%.

L'utilizzo dei servizi GLONASS consente di trasmettere rapidamente informazioni sullo stato di strutture ingegneristiche complesse, oggetti potenzialmente pericolosi, come dighe, ponti, tunnel, imprese industriali, centrali nucleari. Con l'aiuto del monitoraggio satellitare, gli specialisti dispongono di informazioni tempestive sulla necessità di ulteriori diagnosi di queste strutture e sulla loro riparazione.

SISTEMI DI COMUNICAZIONE

GLONASS viene utilizzato per la registrazione temporanea delle transazioni monetarie nella negoziazione di azioni, valute e materie prime. Un modo continuo e accurato di registrare i trasferimenti e la capacità di tracciarli è la base del funzionamento dei sistemi commerciali internazionali per il commercio interbancario. Le principali banche di investimento utilizzano GLONASS per la sincronizzazione reti di computer le sue divisioni in tutta la Russia. Il MICEX-RTS United Exchange utilizza i segnali orari GLONASS per la registrazione accurata delle quotazioni quando si effettuano transazioni. Le apparecchiature GLONASS, utilizzate nell'interesse dell'infrastruttura delle telecomunicazioni, forniscono una soluzione ai problemi di sincronizzazione delle reti di comunicazione.

ARMI

Di particolare importanza per l'efficacia della risoluzione dei problemi da parte delle Forze Armate e dei consumatori speciali è il sistema GLONASS. Il sistema viene utilizzato per risolvere i problemi di supporto temporale e coordinato per tutti i tipi e tipi di truppe, anche per aumentare l'efficienza dell'uso di armi ad alta precisione, aerei senza pilota e comando e controllo operativo delle truppe.

I sistemi di posizionamento e navigazione satellitare, originariamente sviluppati per esigenze militari, hanno recentemente trovato ampia applicazione in ambito civile. Il monitoraggio dei veicoli GPS/GLONASS, la sorveglianza delle persone bisognose di cure, il controllo dei movimenti dei dipendenti, il tracciamento degli animali, il tracciamento dei bagagli, la geodesia e la cartografia sono i principali usi della tecnologia satellitare.

Attualmente esistono due sistemi di posizionamento satellitare globali creati negli Stati Uniti e nella Federazione Russa, e due sistemi regionali che coprono la Cina, i paesi dell’UE e una serie di altri paesi in Europa e Asia. Il monitoraggio GLONASS e il monitoraggio GPS sono disponibili in Russia.

Sistemi GPS e GLONASS

Il GPS (Global Position System, Global Positioning System) è un sistema satellitare, il cui sviluppo è iniziato in America dal 1977. Nel 1993 il programma fu implementato e nel luglio 1995 il sistema era completamente pronto. Attualmente la rete spaziale GPS è composta da 32 satelliti: 24 principali, 6 di riserva. Ruotano attorno alla Terra in un'orbita medio-alta (20.180 km) su sei piani, con quattro satelliti principali in ciascuno.

A terra sono presenti una stazione di controllo principale e dieci stazioni di localizzazione, tre delle quali trasmettono i dati di correzione ai satelliti di ultima generazione, che li distribuiscono a tutta la rete.

Lo sviluppo del sistema GLONASS (Global Navigation Satellite System) è iniziato in URSS nel 1982. Il completamento è stato annunciato nel dicembre 2015. Per il funzionamento del GLONASS sono necessari 24 satelliti, 18 sono sufficienti per coprire il territorio e la Federazione Russa, e il numero totale di satelliti situati in questo momento in orbita (compresi quelli di riserva) - 27. Si muovono anch'essi in orbita medio-alta, ma a quota inferiore (19.140 km), su tre piani, con otto satelliti principali ciascuno.

Le stazioni terrestri GLONASS si trovano in Russia (14), Antartide e Brasile (una ciascuna) e si prevede che verranno implementate numerose stazioni aggiuntive.

Il precursore del sistema GPS fu il sistema Transit, sviluppato nel 1964 per controllare il lancio di missili dai sottomarini. Poteva localizzare oggetti eccezionalmente stazionari con una precisione di 50 m, e l'unico satellite era nel campo visivo solo per un'ora al giorno. Programma GPS in precedenza portava i nomi DNSS e NAVSTAR. Nell'URSS, la creazione di un sistema di navigazione satellitare è stata effettuata dal 1967 come parte del programma Cyclone.

Le principali differenze tra i sistemi di monitoraggio GLONASS e GPS:

• I satelliti americani si muovono in sincronia con la Terra, mentre i satelliti russi si muovono in modo asincrono;
• diversa altezza e numero di orbite;
• diverso angolo della loro inclinazione (circa 55° per GPS, 64,8° per GLONASS);
• diversi formati di segnale e frequenze operative.

Vantaggi di un sistema GPS

• Il GPS è il più antico sistema di posizionamento esistente, messo a punto prima di quello russo.
• L'affidabilità è dovuta all'utilizzo di un numero maggiore di satelliti di backup.
• Il posizionamento avviene con un errore inferiore a quello di GLONASS (una media di 4 me per i satelliti dell'ultima generazione - 60–90 cm).
• Molti dispositivi supportano il sistema.

Vantaggi del sistema GLONASS

• La posizione dei satelliti asincroni in orbita è più stabile, il che ne facilita il controllo. Non sono necessari aggiustamenti regolari. Questo vantaggio importante per i professionisti, non per i consumatori.
• Il sistema è stato creato in Russia, quindi fornisce una ricezione affidabile del segnale e una precisione di posizionamento alle latitudini settentrionali. Ciò è ottenuto grazie al maggiore angolo di inclinazione delle orbite dei satelliti.
• GLONASS è un sistema nazionale e rimarrà disponibile per i russi se il GPS è disabilitato.

Svantaggi di un sistema GPS

• I satelliti ruotano in sincronia con la rotazione della Terra, quindi sono necessarie stazioni di correzione per un posizionamento accurato.
• Il basso angolo di inclinazione non fornisce un buon segnale e un posizionamento accurato nelle regioni polari e alle alte latitudini.
• I militari hanno il diritto di controllare il sistema e possono distorcere il segnale o addirittura disabilitare il GPS per i civili o per altri paesi in caso di conflitto con loro. Pertanto, sebbene il GPS sia più preciso e più conveniente per il trasporto, GLONASS è più affidabile.

Svantaggi del sistema GLONASS

• Lo sviluppo del sistema è iniziato più tardi e fino a poco tempo fa è stato portato avanti con un notevole ritardo rispetto agli americani (crisi, abuso finanziario, appropriazione indebita).
• Set di satelliti incompleto. La durata dei satelliti russi è più breve di quella dei satelliti americani, è più probabile che necessitino di riparazioni, quindi la precisione della navigazione in diverse aree è ridotta.
• Il monitoraggio satellitare dei trasporti GLONASS è più costoso del GPS a causa dell'elevato costo dei dispositivi adattati per funzionare con il sistema di posizionamento domestico.
• Difetto Software per smartphone, PDA. I moduli GLONASS sono stati progettati per i navigatori. Per compatto dispositivi portatili oggi più comune e opzione conveniente- supporta GPS-GLONASS o solo GPS.

Riepilogo

I sistemi GPS e GLONASS sono complementari. La soluzione ottimale è il monitoraggio satellitare GPS-GLONASS. I dispositivi con due sistemi, ad esempio i marcatori GPS con il modulo M-Plata GLONASS, forniscono un'elevata precisione di posizionamento e un funzionamento affidabile. Se per il posizionamento esclusivamente tramite GLONASS, l'errore medio è di 6 me per il GPS - 4 m, quando si utilizzano due sistemi contemporaneamente, diminuisce a 1,5 m, ma tali dispositivi con due microchip sono più costosi.

GLONASS è stato sviluppato appositamente per le latitudini russe ed è potenzialmente in grado di fornire un'elevata precisione, a causa della carenza di personale con i satelliti, il vero vantaggio è ancora dalla parte del GPS. I vantaggi del sistema americano sono la disponibilità e un'ampia scelta di dispositivi con supporto GPS.