ГЛОНАСС – (аббр.: глобальная навигационная спутниковая система). Уже из самого названия этой системы становится понятно, что, во-первых, она охватывает всю поверхность земного шара (то есть является глобальной). Во-вторых, основными её задачами являются навигация и позиционирование, то есть определение с максимально возможной точностью местоположения любого объекта и времени. И, в-третьих, эта система использует в своей работе сигналы со спутника (точнее, одновременно с нескольких спутников).

История появления ГЛОНАСС.

Необходимость в разработке собственной системы навигации стала очевидной для советского руководства в начале 80-х годов двадцатого века. К тому времени американцы уже активно разворачивали свою систему GPS и отчётливо просматривались все преимущества её использования в военных целях.

В конце 1982 года на геостационарную орбиту был выведен первый спутник системы ГЛОНАСС.

Развитие орбитальной группировки спутников пришлось на трудное для страны время (перестройка, распад СССР, «лихие» 90-е). Именно поэтому необходимое для полноценного функционирования системы количество орбитальных аппаратов было сформировано только в начале 21 века. Тогда же сигналы со спутников стали доступны и устройствам гражданского назначения.

На данный момент на орбите находятся не только постоянно действующие спутники, но и аппараты, находящиеся в резерве и готовые в любую минуту заменить вышедшие из строя. На сегодняшний день точность определения местоположения объекта составляет несколько метров. После вывода на орбиту аппаратов для корректировки сигнала ожидается повышение точности позиционирования до 1 метра. К 2020 году точность определения координат не должна быть больше 0,6 метра, в последующем это значение должно уменьшиться до 0,1 метра.

Принцип действия системы ГЛОНАСС.

Для полного покрытия поверхности Земли спутниковым сигналом необходимо наличие на орбите 24 космических аппаратов. Каждый объект навигации должен постоянно «видеть» сигналы не менее чем четырёх спутников. Причём три из них будут отвечать за определение точного местоположения, а четвёртый – за определение времени. Большее количество спутников способно повысить точность позиционирования.

Ответ на вопрос, почему количество спутников при определении положения объекта должно быть не меньше трёх, даёт элементарная математика. Приёмное устройство способно с высокой степенью точности определить расстояние до спутника по его сигналу. По сигналам трёх спутников вычисляются три разные расстояния до одного и того же объекта.

Координаты всех космических аппаратов системы навигации известны. Именно соотношение координат спутников, участвующих в измерении, и расстояний от них до объекта позволяет весьма точно определить положение этого объекта на земной поверхности.

Естественно, если в поле зрения приёмника будет большее количество спутников, и в расчётах будет участвовать большее количество параметров, то точность от этого только возрастёт.

В чём отличие GLONASS от GPS.

Американская система позиционирования GPS и российская система ГЛОНАСС принципиально ничем друг от друга не отличаются. Они построены на одних и тех же физических и математических законах и используют похожее оборудование.

Появление фактически одинаковых систем (весьма дорогостоящих) в разных странах вызвано в основном необходимостью полной независимости в военной сфере.

Американская система GPS на сегодняшний день обладает чуть большей точностью в определении местоположения объекта. Разница в точности невелика и принципиального влияния на работу не оказывает.

Преимуществом GLONASS является более уверенная работа по определению координат объектов в высоких широтах Северного полушария. Объясняется это тем, что вся система создавалась именно для России.

Ещё одним отличием системы ГЛОНАСС от GPS является большая стабильность положения космических аппаратов на орбите. Это избавляет российскую группировку спутников от регулярной коррекции положения. Данная характеристика более важна для специалистов и никакого влияния на работу всей системы она не оказывает.

Применение системы ГЛОНАСС в устройствах гражданского назначения

Навигационная система ГЛОНАСС, создававшаяся главным образом для военных нужд, в последнее время широко используется и в «мирных» целях.

• Навигационные устройства (автомобильные, морские, пешеходные и так далее) являются самыми распространёнными потребителями услуг системы ГЛОНАСС. Благодаря разработанным навигационным программам и составленным компьютерным картам стало возможным не только определять существующее местоположение объекта, но и рассчитывать необходимые маршруты следования и отображать их на виртуальных картах. В качестве дополнительных параметров маршрутов могут рассчитываться время в пути, время прибытия, пройденное расстояние и так далее. Практически все современные навигаторы могут работать с системой ГЛОНАСС.
• Для поддержка ГЛОНАСС является способом придания дополнительной достоверности фиксируемым событиям. Соответствующее программное обеспечение позволяет отображать на видео точные координаты объекта и время. Для транспортных средств возможно также отображение скорости движения.
• с модулем ГЛОНАСС могут выявлять системы фиксации нарушений ПДД по базам данных координат мест их установки. Преимуществом такого способа предупреждения является его высокая точность. Кроме того, некоторые комплексы ГИБДД, иначе как по координатам, выявить не получится.

Широкое распространение получили устройства, способные принимать и обрабатывать сигналы как от спутников системы GPS, так и ГЛОНАСС. Этим достигается увеличение точности предоставляемых сведений и более уверенная и надёжная работа всего устройства.

Видео о принципах работы самых крупных в мире навигационных систем.

Многие автовладельцы используют навигаторы в своих автомобилях. При этом некоторые из них не знают о существовании двух различных спутниковых систем – российской ГЛОНАСС и американской GPS. Из этой статьи вы узнаете, в чем же их отличия и какой следует отдать предпочтение.

Как работает навигационная система

Навигационная система в основном используется для того, чтобы определить местоположение объекта (в данном случае автомобиля) и скорость его движения. Иногда от неё требуется и определение некоторых других параметров, например, высоты над уровнем моря.

Вычисляет она эти параметры, устанавливая расстояние между самим навигатором и каждым из нескольких спутников, расположенных на земной орбите. Как правило, для эффективной работы системы необходима синхронизация с четырьмя спутниками. По изменению этих расстояний она и определяет координаты объекта и другие характеристики движения. Спутники ГЛОНАСС не синхронизируются с вращением Земли, из-за чего обеспечивается их стабильность на большом промежутке времени.

Видео: ГлоНаСС vs GPS

Что лучше ГЛОНАСС или GPS и в чем их разница

Системы навигации в первую очередь предполагали их использование в военных целях, и только потом стали доступны для обычных граждан. Очевидно, что военным необходимо использовать разработки своего государства, потому что иностранная система навигации может быть отключена властями этой страны в случае возникновения конфликтной ситуации. Более того, в России призывают использовать систему ГЛОНАСС и в повседневной жизни военным и государственным служащим.

В повседневной жизни обычному автомобилисту и вовсе не стоит переживать по поводу выбора навигационной системы. И ГЛОНАСС, и обеспечивают качество навигации, достаточное для использования в житейских целях. На северных территориях России и других государств, расположенных в северных широтах, спутники ГЛОНАСС работают эффективнее, из-за того, что их траектории передвижения находятся выше над Землей. То есть в Заполярье, в скандинавских странах ГЛОНАСС эффективнее и это признали шведы еще в 2011 году. В других регионах GPS немного точнее ГЛОНАСС в определение местоположения. По данным Российской системы дифференциальной коррекции и мониторинга ошибки GPS составляли от 2 до 8 метров, ошибки ГЛОНАСС от 4 до 8 метров. Но GPS, чтобы определить местоположение нужно поймать от 6 до 11 спутников, ГЛОНАСС хватит 6-7 спутников.

Также следует учесть, что система GPS появилась на 8 лет раньше и ушла в солидный отрыв в 90-ые года. И за последнее десятилетие ГЛОНАСС этот отрыв сократила почти полностью, а к 2020 году разработчики обещают, что ГЛОНАСС не будет ни в чем уступать GPS.

На большинство современных устанавливается комбинированная система, которая поддерживает как российскую спутниковую систему, так и американскую. Именно такие устройства являются наиболее точными и обладают самой низкой ошибкой в определении координат автомобиля. Также возрастает и стабильность принимаемых сигналов, ведь такой аппарат может «увидеть» больше спутников. С другой стороны, цены на такие навигаторы намного выше односистемных аналогов. Оно и понятно – в них встраиваются два чипа, способные принимать сигналы от каждого типа спутников.

Видео: тест GPS и GPS+ГЛОНАСС приемников Redpower CarPad3

Таким образом, наиболее точными и надежными навигаторами являются двухсистемные устройства. Однако их преимущества связаны с одним существенным недостатком – стоимостью. Поэтому при выборе нужно подумать – а нужна ли настолько высокая точность в условиях каждодневного использования? Также для простого автолюбителя не очень важно, какой навигационной системой пользоваться – российской или американской. Ни GPS, ни ГЛОНАСС не дадут вам заблудиться и доставят к желаемому месту назначения.

Разработки российской спутниковой навигационной системы, как и в случае с американским GPS, были начаты еще в 70-х годах прошлого века. ГЛОНАСС – это аббревиатура от «Гло бальная на вигационная с путниковая с истема». Если несколько лет назад основная доля ее упоминаний была связанна с запусками новых сателлитов на орбиту (как удачных, так и не очень) и шуток по этому поводу, то состоянием на конец 2015 года можно констатировать: ГЛОНАСС работает.

Первым смартфоном, поддерживающим навигационную систему ГЛОНАСС, стала российско-китайская модель «МТС 945», представленная в 2011 году. Он не получил популярности из-за слабой функциональности и завышенной стоимости. Другие производители не стали тянуть время, и начали сами встраивать в свои устройства приемники ГЛОНАСС. Поддержкой российской навигационной системы с 2011 года оснащаются многие продукты Apple, Samsung, Xiaomi, Lenovo, Nokia и другие.

Ситуацию значительно упростило то, что большинство производителей смартфонов не занимаются разработкой и производством чипсетов, радиомодулей и других высокотехнологичных узлов, а закупают готовые чипы у таких гигантов, как Qualcomm, Samsung или Mediatek. Поэтому, когда очередной чипсет Exynos или Snapgragon обзаводится поддержкой ГЛОНАСС, все устройства, построенные на его базе, теоретически получают поддержку российской системы навигации.

Как проверить поддержку ГЛОНАСС

К сожалению, наличие теоретической поддержки не всегда означает таковую на практике. Не все спешат реализовывать потенциал железа своего продукта на все 100%. Нередко это делается для того, чтобы сильнее акцентировать разницу между бюджетными и более дорогими смартфонами, построенными на похожем железе. Поэтому узнать, поддерживает ли ваше устройство ГЛОНАСС – необходимо установить на смартфон бесплатную программу AndroiTS GPS Test Free. Она, как и следует из названия, предназначена для тестирования навигационных возможностей мобильной техники.

Запустив программу (при включенной в самом смартфоне навигации, разумеется) и будучи на открытом воздухе, вы можете наблюдать, как она находит навигационные спутники. Сателлиты американской GPS будут отмечены звездно-полосатым флагом США, а российской, соответственно, триколором. Конечно, на улицу можно и не выходить, но столь компактное устройство как смартфон, оснастить мощным приемником невозможно. Многие девайсы через толстые стены и перекрытия сигналы спутников ловит ну очень плохо.

Как пользоваться ГЛОНАСС

Для того, чтобы пользоваться ГЛОНАСС, никаких специальных действий производить не надо. Большинство навигационного программного обеспечения для смартфонов по умолчанию поддерживает работу с ним. Если такой софт в вашем девайсе установлен «из коробки» - при запуске он автоматически будет соединяться со спутниками и ГЛОНАСС, и GPS. Если программы для навигации на борту нет – можно скачать из «маркета» тот же GoogleMaps или «Яндекс.Карты».

Зачем это нужно

Покрытие спутников обеих навигационных систем сегодня хоть и отличается достаточной плотностью, обеспечить одинаково точное определение местоположения в разных точках планеты невозможно. В одних местах лучше ловит GPS, в других – ГЛОНАСС. Поддержание связи сразу с двумя системами позволяет уменьшить количество «мертвых зон», где уверенного приема одной из них нет.

Стоит отметить, что GPS более корректно определяет местоположение в умеренных и экваториальных широтах, где ГЛОНАСС не отличается высокой точностью. В то же время, российская навигационная система увереннее чувствует себя в северных регионах планеты. В любом случае, комбинация сигналов от обеих из них – это однозначно плюс.

Без развитой сферы телекоммуникаций, представить современный мир уже невозможно. Как нельзя заставить людей пользоваться керосиновыми лампами, когда вокруг электрическое освещение, так нельзя их заставить перестать пользоваться интернетом, спутниковым телевидением и навигаторами. В этой статье мы рассмотри некоторые вопросы, касающиеся спутниковых систем глобального позиционирования, применяемые для навигаторов, в том числе и автомобильных GPS и ГЛОНАСС. В итоге, немного узнав о каждой из этих систем, вы сможете выбрать лучшую для себя альтернативу, при покупке автомобильного навигатора.

О системам спутникового позиционирования GPS и ГЛОНАСС

Хотя эпоха Великих географических открытий давно минула, тем не менее, проблема точного определения географических координат того или иного объекта, подвижного или неподвижного, была сложной математической задачей со многими неизвестными. Развитие космической отрасли, широкое применение искусственных спутников Земли, сначала для передачи простой текстовой информации, затем все более сложных и крупных информационных массивов, сподвигло ученых на разработку систем определения наземных координат объектов с помощью искусственных спутников Земли. Конечно, решение и этой задачи не было тривиальным. Но здесь на помощь пришла компьютерная техника, которая во много раз ускорила процессы вычисления и учета множества параметров при определении географических координат объектов. Первыми заказчиками подобных систем выступили военные – куда же без них. Они должны были точно знать расположение, сначала только ядерных объектов, как противника, так и своих, самолетов-ракетоносцев, ядерных подводных лодок, а теперь уже дошло до определения местоположения каждого солдата на поле боя.
Но, такое положение дел не могло длиться долго, и уже в новом тысячелетии военные вынуждены были открыть системы для гражданского применения. Очень быстро были разработаны бытовые навигаторы, в том числе и автоомбильные, с достаточной точностью показывающие ваше положение в том или ином месте земного шара. Но, сразу необходимо сказать, что точность, определения координат используемых в гражданском и военном секторах систем позиционирования различаются, и достаточно сильно.
Системы глобального позиционирования нашли применения в логистике, породив новое ее направление – телематику. Второе направление – это системы глобального аварийного оповещения. Кроме того, системы позиционирования крайне важны в геодезии, картографии, землеустройстве и в других отраслях. Ну, и бытовое применение – это навигаторы, которые можно использовать не только в автомобиле, но и просто передвигаясь пешком по незнакомому городу и т.д.
На данный момент разработано несколько глобальных систем позиционирования. Но из них можно выделить три – Это американская GPS, российская ГЛОНАСС, европейская Galileo. Кроме того, Китай и Индия, также разрабатывают свои системы позиционирования, чтобы не зависеть от американцев, которые могут снижать точность определения объекта, или вообще выключать трансляцию сигналов в определенных районах. Прецеденты уже были.

О системе GPS для навигаторов

GPS расшифровывается как Global Positioning System, или по-русски - система глобального позиционирования. Как и любая система позиционирования, GPS состоит из космического сегмента, составляющего на данный момент более тридцати спутников, системы наземных командных комплексов, контролирующих космический сегмент, и, собственно, приемников, находящихся у потребителей.
Мы не будем вдаваться в технические подробности функционирования систем, а просто расскажем об общих понятиях. Спутники вращаются в шести плоскостях, на удалении от поверхности Земли, примерно, 20 000 км. Спутники транслируют два вида сигналов: с C/A- кодом, это общедоступный сигнал, и P-кодом, код с протекцией. P-код, примерно, в 10 раз точнее общедоступного сигнала. Доступ к сигналу с Р-кодом, может дать военное ведомство США. У этого кода высокая степень шифрования, так что зря раскрывать шифр никто не будет.

Как работает GPS

Спутники, входящие в систему, постоянно излучают сигнал на земную поверхность. Навигатору, чтобы определить точку своего нахождения, необходимо вычислить три координаты и учесть различие временных шкал и спутника и навигатора. Как правило, для компенсации ошибок используются сигналы с четырех спутников, хотя могут использоваться сигналы и с большего числа спутников. Захватив сигнал спутников навигатор выделяет из него С\А последовательность, сравнивает со своими параметрами и строит трехмерную картину относительно спутников. При этом необходима постоянная синхронизация сигнала со спутника. Точность измерения также зависит от расположения спутников, от которых принимается сигнал. Если они, к примеру, находятся все в северном и западном сегментах, то правильную триангуляцию (сеть опорных геодезических пунктов) построить будет нельзя.

О системе ГЛОНАСС для навигаторов

К сожалению, времена перестройки и перехода к новой экономической формации задержали развитие подобной системы в нашей стране. В целом мы сейчас отстаем в развитии системы. В космическом сегменте меньше спутников, программное обеспечение микропроцессоры, производящие вычисления, также не самые передовые. И к тому же был упущен момент когда рынок требовал навигаторов, а наша промышленность их предоставить потребителям не смогла. Поэтому в ходу словосочетании джипиэс-навигатор, а не глонасс-навигатор.
Глонассовские спутники излучают две частоты. Одна называется частотой стандартной точности, вторая частота повышенной точности. Как вы сами понимаете, вторая частота, служит для нужд военных и спецслужб. Принцип работы системы, тот же самый, так, что мы повторяться не будем.
ГЛОНАСС обеспечивает следующие параметры: - точность в горизонтальных координатах 50-70 метров - точность в вертикальных координатах 70 метров - определение вектора движения до 15 см\с Конечно, это максимальные показатели погрешности. При благоприятных условиях, они могут быть лучше в 2-3 раза. Показатели не хуже американских. К примеру, в GPS, погрешность точности координат может достигать 100 м. Спутники располагаются в трех плоскостях, под углом 120 градусов. У американцев 6 плоскостей, со сдвигом 60 градусов. ГЛОНАСС более эффективен в высоких широтах, где находится большая часть нашей страны, GPS - в средних широтах. Каждый создавал систему под себя.

Какой навигатор лучше GPS или ГЛОНАСС?

Главное, что сдерживает развитие и распространение ГЛОНАСС-навигаторов – это слабое картографическое обеспечение. Без четких, правильно составленных карт навигатор – бесполезная игрушка. К сожаление, картографическое обеспечение всегда было прерогативой военных, и часто было покрыто завесой секретности. Сейчас мы за это расплачиваемся. Конечно, есть какие-то исключения, но основная масса территории страны должна быть доступна на картах для гражданских навигаторов. На сегодняшний момент это самая большая проблема для навигаторов ГЛОНАСС, которая и сдерживает их реализацию для гражданских и делает их менее привлекательными для общего использования. Остается с надежей «смотреть в будущее», и надеется на то, что даже гражданское население нашей страны не будет зависеть от слаженной работы, но все же американских спутников.

Основы принципов спутниковой навигации были заложены ещё в пятидесятые годы, после запуска первого советского искусственного спутника. Наблюдая сигнал, транслируемый спутником, группа американских учёных под руководством Ричарда Кершнера обнаружила, что частота принимаемого сигнала возрастает с приближением спутника и, напротив, уменьшается по мере его отдаления (эффект Доплера). Такое наблюдение натолкнуло ученых на мысль о том, что точное знание расположения наземного объекта делает возможным измерение месторасположения и скорости спутника. Соответственно, точное знание положения спутника позволяет определить координаты и скорость перемещения наземного объекта.

Тем не менее, впервые практическая реализация идей американских специалистов и ученых СССР, занятых в разработке теории позиционирования, состоялась только в 1982 году после запуска первого спутника, которому предстояло войти в глобальную систему позиционирования (GLONASS).

ГЛОНАСС

ГЛОНАСС - одна из двух существующих глобальных систем спутниковой навигации, начало разработок которой было положено еще в 1976 году, после чего, в связи с отсутствием достаточного финансирования, программа была свернута. Полноценная реализация и запуск проекта ГЛОНАСС состоялись в 2009 году, после развала Союза. На сегодня российский ГЛОНАСС и американская GPS являются основными действующими системами глобальной спутниковой навигации.

Основное назначение ГЛОНАСС - оперативная доставка навигационно-временной информации пользователям наземного, космического, воздушного и морского базирования. Обеспечение доступа к гражданским сигналам GLONASS предоставляется потребителям на бесплатной основе без любых ограничений в любой точке земного шара. Обеспечение обмена информацией осуществляется 24-мя спутниками, перемещающимися по 3-м орбитальным траекториям на высотах порядка 19100 км. Основанная на тех же физических принципах, что и американский аналог ГЛОНАСС - система NAVSTAR GPS, - ГЛОНАСС обеспечивает погрешность измерений в 3-6 метров. GPS работает несколько точнее, обеспечивая доступ сигнала с точностью - 2…4 м.

Развитие проекта ГЛОНАСС находится в юрисдикции агентства «Роскосмос».

GPS

GPS (Джи Пи Эс, англ. Global Positioning System) - американская спутниковая система навигации, транслирующая полезные данные о времени и расстояниях и позволяющая определить месторасположения объекта в пределах глобальной координатной системы WGS 84. Разработка системы, ее реализация и ввод в эксплуатацию в 1993 году проводились согласно инструкциям Министерства обороны США.

Сегодня система GPS-навигации, как и ГЛОНАСС, доступна для использования гражданскими потребителями. Для обеспечения работы информационного канала достаточно приобрести GPS-навигатор или аналогичный аппарат с GPS-приёмником.

ГЛОНАСС или GPS?

В отличие от системы слежения NAVSTAR GPS, спутники, обеспечивающие работу системы GLONASS, не демонстрирует резонанса (работают асинхронно) с вращением Земли. Благодаря этому удается достичь большей стабильности транслируемого сигнала. Еще одно преимущество системы ГЛОНАСС раскрывается благодаря правильно подобранным параметрам орбиты (высоте, углу наклона и периоду): GLONASS способен обеспечивать надежную трансляцию сигнала в южных и полярных широтах - там, где трансляция GPS-сигнала оказывается крайне затруднена или невозможна.

Несмотря на ряд серьезных практических преимуществ ГЛОНАСС, реальная ситуация на рынке услуг заставляет большинство пользователь все же пока отдавать предпочтение GPS. В первую очередь это связано:

• со значительно более доступной стоимостью коммуникаторов c поддержкой GPS;
• полнейшим отсутствием (в отличие от GPS-сервисов) программных продуктов, позволяющих устанавливать ГЛОНАСС на коммуникаторах и смартфонах;
• внушительному потенциалу программного обеспечения для GPS-систем навигации, позволяющему значительно расширить спектр применения последних.

GPS способна обеспечить доступ к полезным данным в любом месте земного шара (за исключением области Приполярья) практически в любых погодных условиях.