ГЛОНАСС

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая 91.122.191.202 (обсуждение) в 01:13, 21 октября 2015 (→Текущее состояние). Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Запрос «Глонасс» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (ГЛОНА́СС)[1]— советская/российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Одна из двух функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации[2] (китайская система спутниковой навигации Бэйдоу на данный момент функционирует как региональная).

ГЛОНАСС предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Доступ к гражданским сигналам ГЛОНАСС в любой точке земного шара, на основании указа Президента РФ, предоставляется российским и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.

Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой орбит 19400 км[3] . Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR GPS. Основное отличие от системы GPS в том, что спутники ГЛОНАСС в своём орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им бо́льшую стабильность. Таким образом, группировка КА ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования. Тем не менее, срок службы спутников ГЛОНАСС заметно короче.

В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Роскосмос и ОАО «Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем»[4]. Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения технологий ГЛОНАСС в России и за рубежом постановлением Правительства РФ в июле 2009 года был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены на ОАО «Навигационно-информационные системы». В 2012 году федеральным сетевым оператором в сфере навигационной деятельности определено Некоммерческое Партнёрство «Содействие развитию и использованию навигационных технологий»[5].

Спутник системы ГЛОНАСС первого поколения
Спутник системы ГЛОНАСС второго поколения

История развития

Официально начало работ по созданию ГЛОНАСС было положено в декабре 1976 года специальным постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР. Данный проект являлся продолжением развития отечественной навигационной спутниковой системы, начатой программой «Циклон».

Сроки работ по созданию системы неоднократно сдвигались, первые лётные испытания были начаты 12 октября 1982 года запуском на орбиту первого спутника «Ураган» 11Ф654 и двух массо-габаритных макетов 11Ф654ГВМ. В последующих шести запусках на орбиту выводились по два штатных аппарата и одному макету. Применение макетов являлось следствием неготовности электронной части спутников. Только 16 сентября 1986 года с восьмого по счёту запуска были выведены сразу три штатных аппарата. Два раза в 1989 году вместе с двумя спутниками «Ураган» на орбиту выводились пассивные геодезические аппараты «Эталон», которые использовались для уточнения параметров гравитационного поля и его влияния на орбиты КА «Ураган».
4 апреля 1991 года в составе ГЛОНАСС в двух орбитальных плоскостях оказалось одновременно 12 работоспособных спутников системы и 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию Министерством обороны России. В этом же году США вывели на орбиту последний 24 спутник (первый спутник США вывели на орбиту в 1974 году). После чего стали проводиться запуски в третью орбитальную плоскость. 14 декабря 1995 года после 27-го запуска «Протона-К» с «Ураганами» спутниковая группировка была развёрнута до штатного состава — 24 спутника.

Всего с октября 1982 г. по декабрь 1998 г. на орбиту были выведены 74 КА «Ураган» и 8 массо-габаритных макетов. В период развёртывания системы 6 «Ураганов» оказались утерянными из-за отказов разгонного блока 11С861. Согласно оценкам, проведённым в 1997 году, на развёртывание ГЛОНАСС было потрачено около 2,5 млрд долларов[6].

В дальнейшем вследствие недостаточного финансирования, а также из-за малого срока службы, число работающих спутников сократилось к 2001 году до 6.

В августе 2001 года была принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система»[7], согласно которой полное покрытие территории России планировалось уже в начале 2008 года, а глобальных масштабов система достигла бы к началу 2010 года. Для решения данной задачи планировалось в течение 2007, 2008 и 2009 годов произвести шесть запусков РН и вывести на орбиту 18 спутников — таким образом, к концу 2009 года группировка вновь насчитывала бы 24 аппарата.

В 2002 году был осуществлён переход на обновлённую версию геоцентрической системы координат ПЗ-90 — ПЗ-90.02.

С 2004 года запускаются новые КА Глонасс-М, которые транслируют два гражданских сигнала на частотах L1 и L2.

В 2007 году проведена 1-я фаза модернизации наземного сегмента, вследствие чего увеличилась точность определения координат. Во 2-й фазе модернизации наземного сегмента на 7 пунктах наземного комплекса управления устанавливается новая измерительная система с высокими точностными характеристиками. В результате этого к концу 2010 года увеличится точность расчёта эфемерид и ухода бортовых часов, что приведёт к повышению точности навигационных определений.

В конце марта 2008 года совет главных конструкторов по российской глобальной навигационной спутниковой системе (ГЛОНАСС), заседавший в Российском научно-исследовательском институте космического приборостроения, несколько скорректировал сроки развёртывания космического сегмента ГЛОНАСС. Прежние планы предполагали, что на территории России системой станет возможно пользоваться уже к 31 декабря 2007 года; однако для этого требовалось 18 работающих спутников, некоторые из которых успели выработать свой гарантийный ресурс и прекратили работать. Таким образом, хотя в 2007 году план по запускам спутников ГЛОНАСС был выполнен (на орбиту вышли шесть аппаратов), орбитальная группировка по состоянию на 27 марта 2008 года включала лишь шестнадцать работающих спутников. 25 декабря 2008 года количество было доведено до 18 спутников.

На совете главных конструкторов ГЛОНАСС план развёртывания системы был скорректирован с той целью, чтобы на территории России система ГЛОНАСС заработала хотя бы к 31 декабря 2008 года. Прежние планы предполагали запуск на орбиту двух троек новых спутников «Глонасс-М» в сентябре и в декабре 2008 года; однако в марте 2008 года сроки изготовления спутников и ракет были пересмотрены, чтобы ввести все спутники в эксплуатацию до конца года. Предполагалось, что запуски состоятся раньше на два месяца и система до конца года в России заработает. Планы были реализованы в срок.

29 января 2009 года было объявлено, что первым городом страны, где общественный транспорт в массовом порядке будет оснащён системой спутникового мониторинга на базе ГЛОНАСС, станет Сочи. На тот момент ГЛОНАСС-оборудование производства компании «М2М телематика» было установлено на 250 сочинских автобусах[8].

В ноябре 2009 года было объявлено, что Украинский научно-исследовательский институт радиотехнических измерений (Харьков) и Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения (Москва) создадут совместное предприятие. Стороны создадут систему спутниковой навигации для обслуживания потребителей на территории двух стран. В проекте будут использованы украинские станции коррекции для уточнения координат систем ГЛОНАСС[9].

2 сентября 2010 года общее количество спутников ГЛОНАСС было доведено до 26 — группировка была полностью развёрнута для полного покрытия Земли[10].

В 2011 году была модернизирована система наземного комплекса управления. Результатом программы модернизации стало увеличение точности навигационных определений системы ГЛОНАСС в 2-2,5 раза, что составляет порядка 2,8 м для гражданских потребителей[11][12].

Модель КА Глонасс-К на выставке CeBIT

26 февраля того же года был запущен первый КА Глонасс-К, в котором реализованы дополнительные сигналы в формате CDMA и тестируется новый открытый сигнал в диапазоне L3[13][14].

С 2012 до 2020 года на развитие ГЛОНАСC из бюджета РФ выделено 320 миллиардов рублей. В этот период планируется изготовить 15 спутников «Глонасс-М» и 22 «Глонасс-К»[15].

В июле 2012 года было возбуждено дело по факту необоснованного расходования и хищения более 6,5 миллиардов рублей, выделенных на развитие спутниковой системы[16]. 13 мая 2013 года было возбуждено ещё одно уголовное дело по статье «Мошенничество в особо крупном размере» по выявленному факту злоупотребления полномочиями и хищения 85 млн рублей[17].

В 2014 году начались работы над обеспечением совместимости российской и китайской навигационных систем ГЛОНАСС и «Бэйдоу»[18].

Навигация

Спутники ГЛОНАСС находятся на средневысотной круговой орбите на высоте 19400 км[3] с наклонением 64,8° и периодом 11 часов 15 минут. Такая орбита оптимальна для использования в высоких широтах (северных и южных полярных регионах), где сигнал GPS ловится плохо. Спутниковая группировка развёрнута в трёх орбитальных плоскостях, с 8 равномерно распределёнными спутниками в каждой. Для обеспечения глобального покрытия необходимы 24 спутника, в то время как для покрытия территории России необходимы 18 спутников. Сигналы передаются с направленностью 38° с использованием правой круговой поляризации, мощностью 316—500 Вт (EIRP 25-27 dBW).

Для определения координат приёмник должен принимать сигнал как минимум четырёх спутников и вычислить расстояния до них. При использовании трёх спутников определение координат затруднено из-за ошибок, вызванных неточностью часов приёмника[19][20].

Навигационные сигналы

FDMA-сигналы

Используются два типа навигационных сигналов: открытые с обычной точностью и защищённые с повышенной точностью.

Сигналы передаются методом расширения спектра в прямой последовательности (DSSS) и модуляцией через двоичную фазовую манипуляцию (BPSK). Все спутники используют одну и ту же псевдослучайную кодовую последовательность для передачи открытых сигналов, однако каждый спутник передаёт на разной частоте, используя 15-канальное разделение по частоте (FDMA). Сигнал в диапазоне L1 находится на центральной частоте 1602 МГц, а частота передачи спутников определяется по формуле 1602 МГц + n × 0,5625 МГц, где n это номер частотного канала (n=−7,−6,−5,…0,…,6, ранее n=0,…,13). Сигнал в диапазоне L2 находится на центральной частоте 1246 МГц, а частота каждого канала определяется по формуле 1246 МГц + n×0.4375 МГц. Противоположно расположенные аппараты не могут быть одновременно видны с поверхности Земли, поэтому 15 радиоканалов достаточно для 24 спутников.

Открытый сигнал генерируется через сложение по модулю 2 трёх кодовых последовательностей: псевдослучайного дальномерного кода со скоростью 511 кбит/c, навигационного сообщения со скоростью 50 бит/c, и 100 Гц манчестер-кода. Все эти последовательности генерируются одним тактовым генератором. Псевдослучайный код генерируется 9-шаговым сдвиговым регистром с периодом 1 мс.

Навигационное сообщение открытого сигнала транслируется непрерывно со скоростью 50 бит/c. Суперкадр длиной 7500 бит требует 150 секунд (2,5 минуты) для передачи полного сообщения и состоит из 5 кадров по 1500 бит (30 секунд). Каждый кадр состоит из 15 строк по 100 бит (2 секунды на передачу каждой строки), 85 бит (1,7 секунды) данных и контрольных сумм и 15 бит (0,3 секунды) на маркер времени. Строки 1-4 содержит непосредственную информацию о текущем спутнике и передаются заново в каждом кадре; данные включают эфемериды, смещения тактовых генераторов частот, а также состояние спутника. Строки 5-15 содержат альманах; в кадрах I—IV передаются данные на 5 спутников в каждом, а в кадре V — на оставшиеся четыре спутника.

Эфемериды обновляются каждые 30 минут с использованием измерений наземного контрольного сегмента; используется система координат ECEF (Earth Centered, Earth Fixed) для положения и скорости, и также передаются параметры ускорения под действием Солнца и Луны. Альманах использует модифицированные кеплеровы элементы и обновляется ежедневно.

Защищённый сигнал повышенной точности предназначен для авторизованных пользователей, таких как Вооружённые силы РФ. Сигнал передаётся в квадратурной модуляции с открытым сигналом на тех же самых частотах, но его псевдослучайный код имеет в десять раз большую скорость передачи, что повышает точность определения координат. Хотя защищённый сигнал не зашифрован, формат его псевдослучайного кода и навигационных сообщений засекречен. По данным исследователей, навигационное сообщение защищённого сигнала L1 передаётся со скоростью 50 бит/c без использования манчестер-кода, суперкадр состоит из 72 кадров размером по 500 бит, где каждый кадр состоит из 5 строк из 100 бит и требует 10 секунд для передачи. Таким образом, всё навигационное сообщение имеет длину 36 000 бит и требует для передачи 720 секунд (12 минут); предполагается, что дополнительная информация используется для повышения точности параметров солнечно-лунных ускорений и коррекции частоты тактовых генераторов.

CDMA-сигналы

C середины 2000-х годов готовится введение сигналов ГЛОНАСС с кодовым разделением[14][21][22][23][24][25].

Формат и частоты новых сигналов окончательно не определены. По предварительным данным разработчиков, в спутниках Глонасс-К2 будут использоваться три открытых и два зашифрованных сигнала в формате CDMA.

Открытый сигнал L3OC передаётся на частоте 1202,025 МГц[26][27], использует двоичную фазовую манипуляцию BPSK(10) для пилотного и информационного сигналов; псевдослучайный дальномерный код транслируется с частотой 10,23 миллионов импульсов (чипов) в секунду и модулируется на несущей частоте через квадратурную фазовую манипуляцию QPSK, при этом пилотный и информационный сигналы разнесены по квадратурам модуляции: информационный сигнал находится в фазе, а пилотный — в квадратуре. Информационный сигнал дополнительно модулирован 5-битным кодом Баркера, а пилотный сигнал — 10-битным кодом Ньюмана-Хоффмана[28].

Открытый сигнал L1OC и защищённый сигнал L1SC передаются на частоте 1600,995 МГц, а открытый сигнал L2OC и защищённый сигнал L2SC — на частоте 1248,06 МГц, перекрывая диапазон сигналов формата FDMA. Открытые сигналы L1OC и L2OC используют мультиплексирование с разделением по времени для передачи пилотного и информационного сигналов; используется модуляция BPSK(1) для информационного и BOC(1,1) для пилотного сигналов. Защищённые широкополосные сигналы L1SC и L2SC используют модуляцию BOC(5,2,5) для пилотного и информационного сигналов, и передаются в квадратуре по отношению к открытым сигналам; при таком типе модуляции пик мощности смещается на края частотного диапазона и защищённый сигнал не мешает открытому узкополосному сигналу, передающемуся на несущей частоте[14][28].

Модуляция BOC (binary offset carrier, двоичный сдвиг несущей) используется в сигналах систем Galileo и модернизированной GPS; в сигналах GLONASS и стандартной GPS используется двоичная фазовая манипуляция (BPSK), однако и BPSK и QPSK являются частными случаями квадратурной амплитудной модуляции (QAM-2 и QAM-4).

Навигационное сообщение сигнала L3OC передаётся со скоростью 100 бит/c. Один кадр размером 1500 бит передаётся за 15 секунд и включает 5 текстовых строк каждая длиной 300 бит (3 секунды). В каждом кадре содержатся эфемериды текущего спутника и часть системного альманаха для трёх спутников. Суперкадр состоит из 8 кадров и имеет размер 12000 бит, таким образом на получение альманаха для всех 24-х спутников требуется 120 секунд (2 минуты). В будущем суперкадр может быть расширен до 10 кадров или 15000 бит (150 секунд или 2,5 минуты на передачу) для поддержки работы 30 спутников. В каждой строке передаётся системное время. Секунда координации UTC учитывается удлинением (с заполнением нулями) либо укорачиванием последней строки месяца на длительность одной секунды (100 бит), укороченные строки отбрасываются аппаратурой приёмника[29].

Модернизация системы «Глонасс»
Серия КА Год развёртывания Состояние Стабильность частоты Сигналы FDMA Сигналы CDMA Совместимые сигналы CDMA
1602 + n×0.5625 МГц 1246 + n×0.4375 МГц 1600.995 МГц 1248.06 МГц 1202.025 МГц 1575.42 МГц 1207.14 МГц 1176.45 МГц
«Глонасс» 1982—2005 Выведен из эксплуатации 5⋅10−13 L1OF, L1SF L2SF
«Глонасс-М» 2003—2016[30] В эксплуатации 1⋅10−13 L1OF, L1SF L2OF, L2SF L3OС†
«Глонасс-К1» 2011, 2014 Лётно-конструкторские испытания 5⋅10−14-1⋅10-13 L1OF, L1SF L2OF, L2SF L3OС
«Глонасс-К2» 2015—2024[30] В разработке 5⋅10−14 L1OF, L1SF L2OF, L2SF L1OC, L1SC L2OC, L2SC L3OC
«Глонасс-КМ» 2025 На стадии изучения L1OF, L1SF L2OF, L2SF L1OC, L1SC L2OC, L2SC L3OC, L3SC L1OCM L3OCM L5OCM
«O»: открытый сигнал стандартной точности / «S»: шифрованный сигнал высокой точности
«F»: частотное разделение каналов (FDMA) / «С»: кодовое разделение каналов (CDMA)
n = −7,−6,−5,…,0,…,5,6.

†Спутники Глонасс-М будут оснащаться передатчиками сигнала L3OC с 2014 года.

В спутниках Глонасс-КМ могут быть введены дополнительные передатчики на частоты и модуляцию сигналов, совпадающие с модернизированной GPS (en:GPS modernization) и Galileo/Compass. В частности,

  • сигнал L1OCM будет использовать модуляцию BOC(1,1) на частоте 1575,42 МГц, которая совпадает с сигналом L1C модернизированной GPS и сигналом E1 систем Galileo/Compass;
  • сигнал L3OCM будет использовать модуляцию BPSK(10) на частоте 1207,14 МГц, которая совпадает с сигналом E5b систем Galileo/Compass;
  • сигнал L5OCM будет использовать модуляцию BPSK(10) на частоте 1176,45 МГц, которая совпадает с сигналом Safety of Life (L5) модернизированной GPS и сигналом E5a системы Galileo.

Данная конфигурация поможет обеспечить широкую совместимость приёмного оборудования и повысит точность и быстроту определения координат для критически важных применений, в первую очередь в авиационной и морской безопасности.

Технические средства

НАП «ГРОТ-М» (НИИКП, 2003 год), один из первых образцов
Приёмовычислительный модуль ГЛОНАСС 1К-181
Файл:GLONASS-GPS v rabote 2.JPG
Типичный серийно-выпускаемый ГЛОНАСС/GPS-навигатор в автомобиле

Первым приёмником, рассчитанным на работу с американской и российской навигационными системами, был профессиональный прибор компании Ashtech GG24,[31] выпущенный в 1995 году.

Первый потребительский спутниковый навигатор, рассчитанный на совместное использование ГЛОНАСС и GPS, поступил в продажу 27 декабря 2007 года — это был спутниковый навигатор Glospace. В России навигационную аппаратуру выпускают более 10 предприятий.

В целях реализации Постановления Правительства РФ от 25 августа 2008 года № 641 «Об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS» НПО Прогресс[32] разработало и выпустило аппаратуру спутниковой навигации ГАЛС-М1, которой уже сегодня могут быть оснащены многие виды военной и специальной техники Вооружённых сил Российской Федерации.

В 2012 году Минтранс России определил технические требования к аппаратуре спутниковой навигации для повышения безопасности перевозок пассажиров автомобильным транспортом, а также транспортировки опасных и специальных грузов[33].

В мае 2011 года в розничную продажу поступили первые массово производимые ГЛОНАСС/GPS-навигаторы компаний Explay и Lexand. Они были собраны на чипсете MSB2301 тайваньской компании Mstar Semiconductor[34].

Сегодня модели с поддержкой ГЛОНАСС и GPS есть в продуктовых линейках многих производителей. Доля таких устройств в общем годовом объёме продаж навигаторов достигает 6,6 % (за 8 месяцев 2011 года в России было продано порядка 100 тысяч «двухсистемников»)[35]. Сравнительный тест навигатора с ГЛОНАСС/GPS Lexand SG-555 и GPS-навигатора Lexand ST-5350 HD проводила газета Ведомости:[36]

Тест показал, что для поездок по Москве можно обойтись и односистемным навигатором. Но то, что навигаторы «Глонасс/GPS» работают точнее и надёжнее, подтвердилось на практике. Превосходящие характеристики двухсистемных устройств актуальны и в повседневной жизни — например, если вы хотите вовремя перестроиться для поворота на нужную полосу дороги.

Американский производитель мобильных чипов Qualcomm производит семейство микросхем для приёма сигналов GPS и ГЛОНАСС: Snapdragon 2 и 3. В 2011 году объявлен выпуск семейства Snapdragon 4. В настоящее время общее количество моделей устройств с возможностью приёма ГЛОНАСС исчисляется десятками[37].

Точность

В настоящее время точность определения координат системой ГЛОНАСС несколько отстаёт от аналогичных показателей для GPS[38][39][40].

Согласно данным СДКМ[41] на 18 сентября 2012 года ошибки навигационных определений ГЛОНАСС (при p = 0,95) по долготе и широте составляли 3—6 м при использовании в среднем 7—8 КА (в зависимости от точки приёма). В то же время ошибки GPS составляли 2—4 м при использовании в среднем 6—11 КА (в зависимости от точки приёма).

Файл:AVTOVAZ GLONASS pribornaya panel.jpg
Штатный навигатор с поддержкой GPS/ГЛОНАСС, устанавливаемый на некоторые комплектации автомобилей производства «АВТОВАЗ»

При использовании обеих навигационных систем происходит существенный прирост точности. Европейский проект EGNOS, использующий сигналы обеих систем[42], даёт точность определения координат на территории Европы на уровне 1,5—3 метров[43].

Система ГЛОНАСС определяет местонахождение объекта с точностью до 2,8 метров[44], но после перевода в рабочее состояние двух спутников коррекции сигнала системы «Луч» точность навигационного сигнала ГЛОНАСС возрастёт до одного метра (ранее система определяла местонахождение объекта лишь с точностью до 5 м)[45].

К 2015 году планируется увеличить точность позиционирования до 1,4 метра, к 2020 году — до 0,6 метра с дальнейшим доведением до 10 см[44].

Технологии высокоточного позиционирования на основе ГЛОНАСС уже сегодня широко используются в различных отраслях деятельности. Так специалисты НИИ Прикладной Телематики разработали уникальное для навигационной отрасли решение — систему дистанционного мониторинга состояния сложных инженерных объектов, которая в режиме реального времени отслеживает смещение сооружений дорожно-транспортной инфраструктуры и оползневых геомассивов (в постобработке с точностью до 4-5 мм), позволяя не только оперативно реагировать на возникновение нештатных и чрезвычайных ситуаций, но и заранее их прогнозировать, своевременно определять появление дефектов дорожных сооружений. Система внедрена и успешно отработана на участке федеральной трассы М27 Джубга-Сочи в районе Хостинской эстакады (участок 194—196 км) — наиболее опасном и сложном с точки зрения прочности элементов конструкции[46].

Станции дифференциальной коррекции

Россия начала работы по размещению станций системы дифференциальной коррекции и мониторинга для повышения точности и надёжности работы навигационной системы ГЛОНАСС за рубежом. Первая зарубежная станция была построена и успешно функционирует в Антарктиде на станции «Беллинсгаузен». Тем самым обеспечены необходимые условия для непрерывного глобального мониторинга навигационных полей космических аппаратов ГЛОНАСС. Текущая сеть наземных станций насчитывает 14 станций в России, одну станцию в Антарктиде и одну в Бразилии[47]. Развитие системы предусматривает развёртывание восьми дополнительных станций на территории России и нескольких станций за рубежом (дополнительные станции будут размещены в таких странах, как Куба, Иран, Вьетнам, Испания, Индонезия, Никарагуа[48] Австралия, две в Бразилии, и ещё одна дополнительная будет размещена в Антарктиде).

Из-за опасений, что системы ГЛОНАСС могут быть использованы в военных целях, госдепартамент США отказал Роскосмосу в выдаче разрешений на строительство на американской территории нескольких российских измерительных станций[49]. Закон о фактическом запрете размещения станций ГЛОНАСС в США был подписан 30 декабря 2013 года. В ответ на это с 1 июня 2014 приостановлена работа на территории Российской Федерации станций для системы GPS[50]. Видимо, это решение касается 19-ти, пока ещё действующих, измерительных станций IGS[51] на территории России. Станции IGS не предназначены для функционирования самой системы GPS и имеют в большей степени научное значение. На территории США есть множество подобных станций, передающих данные ГЛОНАСС в режиме реального времени. Данные этих станций находятся в открытом доступе.

Доступность

Информационно-аналитический центр ГЛОНАСС[52] публикует на своём сайте официальные сведения о доступности навигационных услуг в виде карт мгновенной и интегральной доступности, а также позволяет вычислить зоны видимости для данного места и даты. Оперативный и апостериорный мониторинг систем GPS и ГЛОНАСС также осуществляет Российская система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ)[41].

Значения позиционного геометрического фактора PDOP по системе ГЛОНАСС на земной поверхности (угол места ≥ 5°). Дата: 6 августа 2015
Интегральная доступность навигации наземного потребителя по системе ГЛОНАСС (PDOP ≤ 6) на суточном интервале: угол места не менее 5°. Дата: 6 января 2012

При совместном использовании ГЛОНАСС и GPS в совместных приёмниках (практически все ГЛОНАСС-приёмники являются совместными) точность определения координат практически всегда отличная[41] вследствие большого количества видимых КА и их хорошего взаимного расположения.

По сообщению Reuters, сотрудники шведской компании Swepos, обслуживающей общенациональную сеть спутниковых навигационных станций, признали преимущество российский системы навигации ГЛОНАСС над американской GPS. По словам Бо Йонссона, замглавы подразделения геодезических исследований, ГЛОНАСС обеспечивает более точное позиционирование в северных широтах:[53] «она (Глонасс) работает немного лучше в северных широтах, потому что орбиты её спутников расположены выше, и мы видим их лучше, чем спутники GPS». Йонссон сообщил, что 90 % клиентов его компании используют Глонасс в комбинации с GPS.

Постановление правительства Российский Федерации от 27 сентября 2011 года[54] об обязательном оснащении пассажирских транспортных средств модулями ГЛОНАСС/GPS сделает систему ГЛОНАСС ещё более популярной.

Модернизация

  • К 2015 году с развитием российской космической геодезической системы предполагается, что ГЛОНАСС догонит GPS по точности[55].
  • На 2015—2017 годы намечен запуск усовершенствованного спутника КА «Глонасс-К2», доработанного по результатам испытаний КА «Глонасс-К1». В дополнение к открытому CDMA сигналу в диапазоне L3, появятся открытые и шифрованные сигналы в диапазонах L1 и L2[30].
  • К 2025 году появится усовершенствованный спутник «Глонасс-КМ», характеристики которого находятся в стадии изучения; предположительно, в новых спутниках будет использоваться до 6 открытых и до 3 зашифрованных сигналов с кодовым разделением[14].
  • После полного перехода на CDMA-сигналы предполагается постепенное увеличение количества КА в группировке с 24 до 30, что, возможно, потребует отключения сигналов FDMA[56][57]. Рассматриваются варианты с запуском дополнительных спутников по высокоэллиптической орбите типа «Молния» или «Тундра», либо по геосинхронной или геостационарной орбите, что должно обеспечить более высокую доступность в отдельных регионах за счёт дифференциальной коррекции сигналов ГЛОНАСС от основных спутников[22].

Спутники

Основные статьи: Глонасс (космический аппарат), Глонасс-М и Глонасс-К

Разработчик и изготовитель спутников — ОАО ИСС имени академика М. Ф. Решетнёва (до 2008 года «НПО ПМ») (Железногорск, Красноярский край).

Запуски

См. также: Глонасс — запуски и Глонасс-М — запуски

В декабре 2009 года введён в эксплуатацию 110 КА (запущен 14 декабря 2009 года). Общее число запущенных спутников NAVSTAR к этому времени составило 60[58].

Дата Последние и планируемые запуски
26 октября 2007 РН «Протон-К» стартовал с Байконура и вывел на околоземную орбиту три модифицированных КА «Глонасс-М»
25 декабря 2007 С космодрома «Байконур» стартовал РН «Протон-М» и вывел на орбиту три КА «Глонасс-М». Запуск увеличил число работающих спутников до 16 (одновременно 4 спутника, запущенные в 2001—2003 годах, были выведены из группировки)
25 сентября 2008 Запуск РН «Протон-М» с тремя КА «Глонасс-М» в каждом. Запуск увеличил число работающих спутников до 18 (1 спутник был выведен из состава группировки).
25 декабря 2008 Запуск РН «Протон-М» с тремя КА «Глонасс-М»
14 декабря 2009 Запуск РН «Протон-М» с тремя КА «Глонасс-М»
2 марта 2010 Запуск РН «Протон-М» с тремя КА «Глонасс-М». Запуск увеличил число работающих спутников до 21 КА (плюс 2 КА в орбитальном резерве)
2 сентября 2010 Запуск РН «Протон-М» с тремя КА «Глонасс-М». Число работающих спутников 21 КА (плюс 2 КА в орбитальном резерве и на 06.09.2010 3 КА на этапе ввода в эксплуатацию)
5 декабря 2010 Запуск РН «Протон-М» с тремя КА «Глонасс-М». В результате выведения разгонного блока с тремя КА на нерасчётную орбиту потеряны три аппарата «Глонасс-М»[59]
3 октября 2011 Запуск КА «Глонасс-М» при помощи РН «Союз-2-1Б»[60]
4 ноября 2011 Запуск трёх КА серии «Глонасс-М» РН «Протон-М»[61]
26 апреля 2013 Запуск КА «Глонасс-М» при помощи РН «Союз-2-1Б», космодром Плесецк[62]
2 июля 2013 РН «Протон-М» с тремя КА «Глонасс-М» взорвался после старта[63]
сентябрь, октябрь 2013 два запуска с космодрома Плесецк при помощи РН «Союз»[64]
24 марта 2014 Выведен на орбиту спутник Глонасс-М № 54 с помощью ракеты-носителя Союз-2.1б
1 декабря 2014 Выведен на орбиту спутник Глонасс-К с космодрома Плесецк с помощью ракеты-носителя Союз-2.1б[65] Это второй запуск спутника третьего поколения.[66]

Текущее состояние

Состав группы КНС ГЛОНАСС на 21 октября 2015 года[74]:

  • Всего в составе ОГ ГЛОНАСС: 28 КА
  • Используются по целевому назначению: 23 КА
  • На этапе ввода в систему: 0 КА
  • Временно выведены на техобслуживание: 1 КА
  • На исследовании главного конструктора: 2 КА
  • Орбитальный резерв: 0 КА
  • На этапе лётных испытаний: 2 КА

См. также

Примечания

  1. ↑ «Вестник ГЛОНАСС»
  2. ↑ PосБизнесКонсалтинг — Россия готова предоставить Украине доступ к высокоточному сигналу ГЛОНАСС
  3. ↑ 1 2 Современные ГНСС. Основные характеристики систем навигации. Информационный портал системы ГЛОНАСС. Дата обращения: 1 декабря 2014.
  4. ↑ Виктор Мясников. Премьер дал старт широкому внедрению ГЛОНАСС-технологий. Независимая газета (13 августа 2010). Архивировано 23 декабря 2012 года.
  5. ↑ Постановление Правительства Российской Федерации № 522 от 25 мая 2012 года
  6. ↑ Кунегин С. В. Глобальная навигационная спутниковая система «ГЛОНАСС». Страницы истории. Дата обращения: 4 июня 2010. Архивировано 16 февраля 2012 года.
  7. ↑ Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» — GPSsoft.ru — новости систем спутниковой навигации
  8. ↑ Сочи уходит в космос
  9. ↑ Россия взяла Украину в ГЛОНАСС
  10. ↑ Спутники ГЛОНАСС выведены на орбиту. :: Общество :: Top.rbc.ru
  11. ↑ GLObal Navigation Satellite System (GLONASS) Роскосмос
  12. ↑ Генконструктор и гендиректор ИСС Николай Тестоедов: «Система ГЛОНАСС выйдет в ближайшее время на максимальную навигационную точность»
  13. ↑ Russia’s First GLONASS-K In Orbit, CDMA Signals Coming
  14. ↑ 1 2 3 4 GLONASS Status and Modernization. Sergey Revnivykh. 7th ICG Meeting, November 2012
  15. ↑ Работа в интересах развития ГЛОНАСС 3. Сибирский спутник (№30(318), 14 сентября, 2012). Дата обращения: 12 мая 2013. Архивировано 15 мая 2013 года.
  16. ↑ При разработке системы ГЛОНАСС разворовали 6,5 миллиарда рублей // КМ.ру
  17. ↑ ГЛОНАСС обрастает уголовными делами «Известия», 30 мая 2013
  18. ↑ Россия и КНР могут унифицировать свои навигационные системы
  19. ↑ Основные элементы спутниковой системы навигации: «Минимальное количество видимых спутников для определения местоположения пользователя» // Информационно-аналитический центр ГЛОНАСС
  20. ↑ Теоретический курс подготовки капитанов, старших помощников капитана и вахтенных помощников капитана. Часть 1. Судовождение. // Морской учебный центр NOVIKONTAS, стр. 84-85
  21. ↑ GLONASS Status and Progress, S.G.Revnivykh. «L1CR and L5R CDMA interoperable with GPS and Galileo». 47th CGSIC Meeting, September 2007
  22. ↑ 1 2 GLONASS Status and Development, G.Stupak, 5th ICG Meeting. October 2010
  23. ↑ Russia Reveals CDMA Signal Plan as GLONASS Nears Full Operational Capacity. Inside GNSS. December 2010
  24. ↑ GLONASS Status and Modernization. Ekaterina Oleynik, Sergey Revnivykh, 51th CGSIG Meeting, September 2011
  25. ↑ GLONASS Status and Modernization. Sergey Revnivykh. 6th ICG Meeting, September 2011
  26. ↑ http://www.insidegnss.com/auto/julyaug11-Dumas.pdf
  27. ↑ Инновация: ГЛОНАСС. Стратегии развития // Роскосмос, 2011
  28. ↑ 1 2 GLONASS Modernization Yuri Urlichich, Valery Subbotin, Grigory Stupak, Vyacheslav Dvorkin, Alexander Povalyaev, Sergey Karutin, and Rudolf Bakitko, Russian Space Systems. GPS World, November 2011
  29. ↑ GLONASS: Developing Strategies for the Future. Yuri Urlichich, Valeriy Subbotin, Grigory Stupak, Vyacheslav Dvorkin, Alexander Povalyaev, and Sergey Karutin. GPS World, November 2011
  30. ↑ 1 2 3 Генеральный конструктор и генеральный директор ОАО «ИСС» Николай Тестоедов: «Сегодня на первый план выходит задача использования результатов космической деятельности в интересах экономики, улучшения условий жизни граждан». Интерфакс. Дата обращения: 14 июня 2012. Архивировано 26 июня 2012 года.
  31. ↑ Первая в мире аппаратура для совместной работы с GPS и ГЛОНАСС (рус.)
  32. ↑ GLONASS
  33. ↑ База Гарант — Приказ № 285 Министерства транспорта РФ от 31.07.2012 г. «Об утверждении требований к средствам навигации, функционирующим с использованием навигационных сигналов системы ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS и предназначенным для обязательного оснащения транспортных средств категории М, используемых для коммерческих перевозок пассажиров, и категории N, используемых для перевозки опасных грузов»
  34. ↑ Рязань Авто Сайт
  35. ↑ Основные тренды российского рынка спутниковых навигаторов — Финам, 29.05.2012
  36. ↑ Сравнительный тест навигаторов с GPS и ГЛОНАСС/GPS Ведомости
  37. ↑ ГЛОНАСС поддерживают десятки смартфонов и планшетов
  38. ↑ ГЛОНАСС. Дата обращения: 13 апреля 2014.
  39. ↑ Почему показания GPS/ГЛОНАСС мониторинга отличаются от данных одометров. Дата обращения: 13 апреля 2014.
  40. ↑ Глобальная Навигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС, GLONASS). Дата обращения: 13 апреля 2014.
  41. ↑ 1 2 3 Российская система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ)
  42. ↑ http://www.esa.int/esaNA/GGGQI950NDC_egnos_0.html «The master control centres determine the accuracy of GPS and GLONASS signals received at each station»
  43. ↑ http://www.esa.int/esaNA/SEMKMQWO4HD_egnos_0.html «By correcting GPS signals, EGNOS gives an accuracy of down to 1.5 metres.»
  44. ↑ 1 2 Точность работы ГЛОНАСС пообещали повысить до 10 сантиметров
  45. ↑ Система ГЛОНАСС вычисляет местонахождение с точностью до 5 м :: Общество :: Top.rbc.ru
  46. ↑ Разработчики «СпейсТим холдинга» научили системы мониторинга работать с миллиметровой точностью — CNews
  47. ↑ ГЛОНАСС пришёл в Бразилию
  48. ↑ Станции ГЛОНАСС появятся в Иране
  49. ↑ Разведка и армия США усмотрели в ГЛОНАСС угрозу нацбезопасности. Дата обращения: 17 ноября 2013.
  50. ↑ Рогозин: с 1 июня РФ приостанавливает работу американских станций по передаче сигнала GPS. Дата обращения: 13 мая 2014.
  51. ↑ IGS Stations Development
  52. ↑ Сайт Информационно-аналитического центра ЦНИИмаш
  53. ↑ Шведская компания Swepos заявила, что в северных широтах российская навигационная система ГЛОНАСС работает лучше, чем американская GPS
  54. ↑ Постановление от 27 сентября 2011 г. № 790 «О внесении изменений в постановление Правительства Российской Федерации от 30 октября 2006 г. № 637»
  55. ↑ Генштаб: К 2015 году ГЛОНАСС догонит GPS по точности. Российская газета (28 октября 2011). Дата обращения: 3 ноября 2014.
  56. ↑ Новое качество спутниковой навигации (Журнал ИСС, № 11, страница 12)
  57. ↑ Спутники ГЛОНАСС 714, 726 не будут возвращены в рабочий режим?
  58. ↑ Глонасс-101: лучше меньше, да лучше CNews, 11 февраля 2009
  59. ↑ ГКНПЦ имени М. В. Хруничева | Пресс-релизы
  60. ↑ Lenta.ru: Прогресс: С Плесецка запустили «Союз-2.1Б» со спутником «ГЛОНАСС-М»
  61. ↑ Lenta.ru: Прогресс: «Протон-М» с тремя спутниками ГЛОНАСС стартовал с Байконура
  62. ↑ Стартовавший с «Плесецка» спутник «Глонасс-М» вышел на орбиту
  63. ↑ «Протон-М» с тремя спутниками ГЛОНАСС взорвался после старта
  64. ↑ Два спутника «Глонасс» планируется запустить с космодрома Плесецк этой осенью
  65. ↑ Lenta.ru: Наука и техника: Космос: Очередной спутник ГЛОНАСС достиг целевой орбиты
  66. ↑ Новый спутник ГЛОНАСС вышел на целевую орбиту
  67. ↑ GLONASS Network
  68. ↑ Лазерная дальнометрия. Задачи, современное состояние, перспективы
  69. ↑ Ураган-М
  70. ↑ С Байконура запущены три «Урагана»
  71. ↑ 2001-053A — Kosmos 2382
  72. ↑ «Глонасс»: два плюс один равно восьми Новости космонавтики
  73. ↑ Глонасс-М
  74. ↑ Состав группировки КНС ГЛОНАСС Информационно-аналитический центр ГЛОНАСС

Литература

  • ГЛОНАСС: принципы построения и функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова.. — 3-е изд., перераб. — М.: Радиотехника, 2005. — 688 с. — 1000 экз. — ISBN 5-93108-076-7.
  • Шебшаевич В. С., Дмитриев П. П., Иванцев Н. В. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / Под ред. В. С. Шебшаевича. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Радио и связь, 1993. — 408 с. — ISBN 5-256-00174-4.
  • ИНТЕРФЕЙСНЫЙ КОНТРОЛЬНЫЙ ДОКУМЕНТ (редакция 5.0). КООРДИНАЦИОННЫЙ НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР (2002). — официальное техническое описание параметров и сигнала ГЛОНАСС. Дата обращения: ???. Архивировано 5 августа 2012 года.
  • ИНТЕРФЕЙСНЫЙ КОНТРОЛЬНЫЙ ДОКУМЕНТ (редакция 5.1). РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ (2008). — официальное техническое описание параметров и сигнала ГЛОНАСС. Дата обращения: ???. Архивировано 5 августа 2012 года.
  • ГЛОНАСС: Интерфейсный контрольный документ (редакция 5.1). — Редакция от ФГУП «РНИИ КП». Дата обращения: ???. Архивировано 5 августа 2012 года.

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=ГЛОНАСС&oldid=74032733