Страница 1 из 5

Система спутниковой навигации ГЛОНАСС

Кашкаров Андрей

Андрей Кашкаров

Вступление. Система спутниковой навигации, или Зачем нужна ГЛОНАСС

ГЛОНАСС расшифровывается как глобальная навигационная спутниковая система. Ее начали разрабатывать еще в советское время для военных целей, а в современной России активно применяют на различных видах транспортных средств, в том числе в сегменте транспортной безопасности. Сначала ее устанавливали морские суда и самолеты, а с 2013 года ГЛОНАСС стала обязательной для коммерческого грузового транспорта. Кроме того, эта система наблюдения устанавливается на объектах общественного транспорта и в автомобилях экстренных служб.

Главная задача ГЛОНАСС – определять местоположение и скорость движения транспортных объектов. С этой задачей система справляется. Важным и необходимым элементом системы служат орбитальные спутники, выведенные в космос ракетами-носителями. Получая сигнал от нескольких спутников сразу, наземный объект фиксирует свое положение и затем может быть отслежен. Поэтому лицам, которые получают непосредственно результаты контроля, помогает наземное оборудование, которое «расшифровывает» данные со спутников. Рассказ об этом наземном оборудовании – части комбинированной ГЛОНАСС – ждет вас в трех главах этой книги.

В США действует аналогичная по функционалу американская «GPS». Подобные системы есть (по принадлежности спутников) в Индии, Китае и других странах. На рис. В.0 показано, как развивают аналогичные системы в разных странах мира.

Рис. В.0. Системы ГЛОНАСС в разных странах мира

Итак, сигналы с разных спутников, находящихся на орбите, поступают на Землю. Навигационные терминалы ГЛОНАСС, установленные на транспортных средствах, через антенны принимают их, определяют свое местоположение и по каналу GSM (сотовая связь) отправляют координаты на диспетчерский пункт. Для этого в каждом наземном подвижном терминале устанавливается SIM-карта, и владельцы устройств платят телефонным компаниям абонентскую плату, хотя цена абонентской платы обычно входит в стоимость ежемесячной оплаты услуг мониторинговой фирмы. Наземные терминалы или устройства ГЛОНАСС, как правило, оснащены не одним, а двумя блоками SIM и могут работать с любым сотовым оператором, включая и режим роуминга.

Для высокоточной спутниковой навигации GPS (GPRS – General Packed Radio Services) абонентское устройство должно постоянно принимать сигналы как минимум четырех спутников, находящихся на геостационарной орбите. Группировка спутников, передающих сигнал GPS, насчитывает более тридцати спутников. Группировка спутников ГЛОНАСС насчитывает двадцать один основной спутник и несколько резервных. Обе группировки постоянно наращиваются, а спутники совершенствуются, и на орбиту выводятся их новые типы, благодаря чему качество персональной навигации постоянно улучшается. В случае одновременного использования ГЛОНАСС и GPS навигация приобретает дополнительную надежность и точность в реальном времени.

Возникает вопрос: зачем нужно несколько спутников ГЛОНАСС?

Во-первых, двусистемность повышает почти вдвое точность определения местонахождения наземного устройства и надежность приема сигнала – навигационные системы работают по одинаковому принципу, но спутники располагаются на разных орбитах, поэтому сигналы не повторяют, а дополняют друг друга. Во-вторых, благодаря более высоким орбитам спутников ГЛОНАСС лучше принимает в северных широтах. Это подтвердили в Швеции, на севере Европы – в Скандинавии. В-третьих, у наземных устройств ГЛОНАСС есть довольно широкий сервисный функционал, и использование систем спутниковой навигации позволяет добиться экономии топлива, эффективного экономичного управления автопарком, повышает безопасность на дороге. Разберем этот пункт более подробно.

Главный положительный эффект, о котором нередко забывают писать в технических спецификациях, – психологический. Предполагается, что водитель на дороге ведет себя более дисциплинированно, когда знает, что за ним наблюдают из космоса. Навигационная система позволяет легко отследить превышение скорости или любое отклонение от маршрута, при осознании такого факта водителя уже не тянет погоняться или съездить «налево». Даже если это случилось, диспетчер может сразу это обнаружить и пресечь нарушение. Лично я с этим соглашаюсь лишь с определенными оговорками, как то: чтобы сказанное не выглядело догмой, навсегда данной и неподвижной, надо в каждой конкретной ситуации понимать (уточнять), что за ситуация, кому принадлежит объект транспортной инфраструктуры, какие именно стоят задачи по перевозке, что представляет собой средство передвижения, и, наконец, главнейший вопрос, ибо все решают не деньги, а все-таки люди – даже в наше турбулентное время развитого гедонистического общества, ориентированного на удовольствия и потребление, – что за водитель. Вот такой комплекс факторов, включая и морально-деловые качества человека, его мотивацию, влияет на общий функционал системы, а также и на ее «технические» ошибки. Я не раз буду возвращаться на протяжении всей книги к этой теме, в том числе в плане рассмотрения конкретных вопросов – как эту самую ГЛОНАСС можно нейтрализовать хотя бы на время. А ведь можно!

На отечественных предприятиях разных форм собственности, занимающихся пассажирскими и грузовыми перевозками, внедрена система контроля местонахождения автобусов и подвижных транспортных средств, включая и грузовые «фуры», – ГЛОНАСС. Стабильно развивающаяся отечественная спутниковая система ГЛОНАСС и зарубежная система навигации GPS обеспечивают 97 %-ное (и выше) спутниковое покрытие, что позволяет осуществлять навигацию буквально повсеместно. Благодаря развитию систем ГЛОНАСС навигация стала доступной самому широкому кругу гражданских потребителей.

Система мониторинга автотранспорта обеспечивает:

• ГЛОНАСС/GPS-слежение, управление и анализ текущего состояния контролируемых объектов;

• спутниковый контроль транспорта – соблюдение режимов работы;

• повышение эффективности использования транспортных средств и специальной техники;

• предотвращение возможности хищения топлива;

• снижение затрат и цены на ремонт транспорта;

• выявление недобросовестных работников;

• повышение эффективности планирования маршрутов и безопасности грузоперевозок; статистику и анализ деятельности автопарка и т. д.;

• ГЛОНАСС и GPS позволяют создавать специализированные отраслевые системы мониторинга транспорта.

Структурная схема навигационной системы ГЛОНАСС

GPRS (General Packed Radio Services) – услуга пакетной передачи данных по радиоканалу, позволяет постоянное подключение через GPRS-телефон к сети Интернет, причем абонент может звонить и принимать звонки, не прерывая соединения с Интернетом. Полезность этой услуги определяется возможностями сотового телефона или иного устройства: оно должно, как минимум, обладать хорошим дисплеем для полноценного отображения информации. Дальнейшее развитие технологии GPRS – EDGE. При помощи этой технологии скорость обмена данными возросла вдвое. Сегодня EDGE активно используется российскими операторами.

Далее для сравнения рассмотрим две системы спутниковой навигации: NAVSTAR и ГЛОНАСС. Обе системы имеют два назначения – военное и гражданское, соответственно, излучают два типа сигналов с точностью 100 м и 10–15 м. В соответствии с назначением в каждой системе есть две базовые частоты – L1 (стандартной точности) и L2 (высокой точности).

Для NAVSTAR (GPS) L1 = 1575,42 МГц и L2 = 1227,6 МГц.

Для ГЛОНАСС L1 = 1602,56 до 1615,5 МГц и L2 = 1246,43 до 1256,53 МГц.

Надо вспомнить, что еще в 2007 году военные деятели нашей страны сняли ограничения на точность получаемых геоданных. Был сделан широкомасштабный переход от чисто военного режима использования служебных (некоммерческих) спутников, запущенных на орбиту Земли, к двойному, подразумевающему их использование гражданскими лицами в ГЛОНАСС. В то же время были сняты ограничения на определение точности координат. Нагрузка на ГЛОНАСС стала на 90 % гражданской. Сегодня это вполне заметно, как и то, что при использовании этой системы возросли и возможности ее нейтрализации.