GLONASS va GPS sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimlari. 1-qism
E. Povalyaev, S. Xutornoy
Sizning e'tiboringizga Glonass (global navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimi) va GPS (Global Positioning System) sun'iy yo'ldosh radio navigatsiya tizimlariga bag'ishlangan bir qator maqolalarni taqdim etamiz. Seriyaning birinchi maqolasida tizimlarning tuzilishi va ishlashi, iste'molchi jihozlarining (qabul qiluvchilarning) tuzilishi va funktsiyalari, navigatsiya muammosini hal qilish algoritmlari va tizimlarni rivojlantirish istiqbollari muhokama qilinadi.
Qadim zamonlardan beri sayohatchilar hayron bo'lishdi: ularning Yerdagi joylashuvini qanday aniqlash mumkin? Qadimgi navigatorlar sayohat yo'nalishini ko'rsatuvchi yulduzlar tomonidan boshqarildi: o'rtacha tezlik va sayohat vaqtini bilib, kosmosda harakat qilish va yakuniy manzilgacha bo'lgan masofani aniqlash mumkin edi. Biroq, ob-havo sharoiti har doim ham tadqiqotchilar foydasiga emas edi, shuning uchun kursni yo'qotish qiyin emas edi. Kompasning paydo bo'lishi bilan vazifa sezilarli darajada osonlashdi. Sayohatchi allaqachon ob-havoga kamroq bog'liq edi.
Radio davri odamlar uchun yangi imkoniyatlar ochdi. Radar stantsiyalarining paydo bo'lishi bilan, uning yuzasidan aks ettirilgan radar nuridan ob'ektning harakat parametrlarini va nisbiy joylashishini o'lchash mumkin bo'lganda, chiqarilgan signaldan ob'ektning harakat parametrlarini o'lchash imkoniyati haqida savol tug'ildi. 1957 yilda SSSRda bir guruh olimlar V.A. Kotelnikova eksperimental ravishda sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshining (AES) harakat parametrlarini ushbu sun'iy yo'ldosh tomonidan chiqarilgan signalning Doppler chastotasining siljishini o'lchash natijalari asosida aniqlash imkoniyatini tasdiqladi. Ammo, eng muhimi, teskari muammoni hal qilish imkoniyati o'rnatildi - agar ushbu sun'iy yo'ldoshning harakat parametrlari va koordinatalari ma'lum bo'lsa, sun'iy yo'ldoshdan chiqarilgan signalning o'lchangan Doppler siljishidan qabul qiluvchining koordinatalarini topish. Orbitada harakatlanayotganda, sun'iy yo'ldosh ma'lum chastotali signalni chiqaradi, uning nominal qiymati qabul qiluvchi tomonda (iste'molchi) ma'lum. Sun'iy yo'ldoshning har bir lahzadagi holati ma'lum, aniqrog'i, uni sun'iy yo'ldosh signalidagi ma'lumotlar asosida hisoblash mumkin. Foydalanuvchi unga kelgan signalning chastotasini o'lchab, uni mos yozuvlar bilan taqqoslaydi va shu bilan sun'iy yo'ldosh harakati tufayli Doppler chastotasining o'zgarishini hisoblab chiqadi. O'lchovlar doimiy ravishda amalga oshiriladi, bu sizga Doppler chastotasini o'zgartirish funktsiyasini yaratishga imkon beradi. Vaqtning ma'lum bir nuqtasida chastota nolga aylanadi va keyin belgini o'zgartiradi. Ayni paytda Doppler chastotasi nolga teng, iste'molchi sun'iy yo'ldosh harakati vektoriga normal bo'lgan chiziqda. Doppler chastotasi egri chizig'ining iste'molchi va sun'iy yo'ldosh o'rtasidagi masofaga bog'liqligidan foydalanib va Doppler chastotasi nolga teng bo'lgan vaqtni o'lchab, iste'molchining koordinatalarini hisoblash mumkin.
Shunday qilib, sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi radionavigatsiya mos yozuvlar stantsiyasiga aylanadi, uning koordinatalari sun'iy yo'ldoshning orbital harakati tufayli vaqt o'tishi bilan o'zgaradi, lekin sun'iy yo'ldoshning navigatsiya signaliga kiritilgan efemer ma'lumotlari tufayli vaqtning istalgan lahzasi uchun oldindan hisoblab chiqilishi mumkin.
1958-1959 yillarda nomidagi Leningrad havo kuchlari muhandislik akademiyasida (LVVIA). A.F. Mojayskiy, SSSR Fanlar akademiyasining Nazariy astronomiya instituti, SSSR Fanlar akademiyasining Elektromexanika instituti, ikkita dengiz ilmiy-tadqiqot instituti va Gorkiy nomidagi fizika fanlari ilmiy-tadqiqot instituti tomonidan "Sputnik" mavzusida tadqiqotlar olib borildi. birinchi mahalliy past orbitali navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimini qurish uchun asos "Cicada". 1963 yilda esa ushbu tizimni qurish ishlari boshlandi. 1967 yilda birinchi mahalliy navigatsiya sun'iy yo'ldoshi Kosmos-192 orbitaga chiqarildi. Birinchi avlod radionavigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimlarining o'ziga xos xususiyati past orbitali sun'iy yo'ldoshlardan foydalanish va ob'ektning navigatsiya parametrlarini o'lchash uchun hozirda ko'rinadigan bitta sun'iy yo'ldosh signalidan foydalanishdir. Keyinchalik, "Cicada" tizimining sun'iy yo'ldoshlari halokatga uchragan ob'ektlarni aniqlash uchun qabul qiluvchi uskunalar bilan jihozlangan.
Shu bilan bir qatorda, SSSR tomonidan birinchi sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshi muvaffaqiyatli uchirilgandan so'ng, AQShda, Jon Xopkins universitetining amaliy fizika laboratoriyasida chiqarilgan signal parametrlarini o'lchash imkoniyati bilan bog'liq ishlar olib borilmoqda. sun'iy yo'ldosh orqali. O'lchovlar asosida sun'iy yo'ldosh harakatining yerni kuzatish nuqtasiga nisbatan parametrlari hisoblanadi. Teskari masalani yechish vaqt masalasidir.
Ushbu tadqiqotlar asosida 1964 yilda AQShda birinchi avlod Doppler sun'iy yo'ldosh radionavigatsiya tizimi "Tranzit" yaratilgan. Uning asosiy maqsadi suv osti kemalaridan Polaris ballistik raketalarini uchirish uchun navigatsiyani qo'llab-quvvatlashdir. Amaliy fizika laboratoriyasi direktori R. Kershner tizimning otasi hisoblanadi. Tizim 1967 yilda tijorat maqsadlarida foydalanish uchun mavjud bo'lgan. Xuddi Cicada tizimida bo'lgani kabi, Transit tizimida ham manba koordinatalari 7 ko'rinadigan sun'iy yo'ldoshdan birining signalining Doppler chastotasi siljishidan hisoblanadi. Sun'iy yo'ldosh tizimlari Yer yuzasidan ~ 1100 km balandlikda aylana qutbli orbitalarga ega; tranzit sun'iy yo'ldoshlarning orbital davri 107 minut. Birinchi avlod tizimlarida manba koordinatalarini hisoblashning aniqligi ko'p jihatdan manba tezligini aniqlashdagi xatoga bog'liq. Shunday qilib, agar ob'ektning tezligi 0,5 m xato bilan aniqlansa, bu o'z navbatida ~ 500 m koordinatalarini aniqlashda xatolikka olib keladi.. Statsionar ob'ekt uchun bu qiymat 50 m gacha kamayadi.
Bundan tashqari, ushbu tizimlarda uzluksiz ishlash mumkin emas. Tizimlar past orbitali bo'lganligi sababli, sun'iy yo'ldosh iste'molchining ko'rish maydonida bo'lish vaqti bir soatdan oshmaydi. Bundan tashqari, iste'molchining ko'rish zonasida turli xil sun'iy yo'ldoshlarning o'tishi orasidagi vaqt u joylashgan geografik kenglikka bog'liq va 35 dan 90 minutgacha bo'lishi mumkin. Sun'iy yo'ldoshlar sonini ko'paytirish orqali bu intervalni qisqartirish mumkin emas, chunki barcha sun'iy yo'ldoshlar bir xil chastotada signal chiqaradi.
Binobarin, ikkinchi avlod sun'iy yo'ldoshli navigatsiya tizimlari bir qator muhim kamchiliklarga ega. Birinchidan, dinamik ob'ektlarning koordinatalarini aniqlashda etarli darajada aniqlik yo'q. Yana bir kamchilik - o'lchovlarda uzluksizlikning yo'qligi.
Bir nechta sun'iy yo'ldoshlar uchun navigatsiya ta'riflarini ta'minlaydigan sun'iy yo'ldosh tizimlarini yaratishda yuzaga keladigan asosiy muammolardan biri bu sun'iy yo'ldosh signallarini (vaqt shkalasi) kerakli aniqlik bilan o'zaro sinxronlashtirishdir. Sun'iy yo'ldosh mos yozuvlar osilatorlarining 10 ns ga mos kelmasligi iste'molchining 10-15 m koordinatalarini aniqlashda xatolikka olib keladi. Yuqori orbitali sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimlarini yaratishda ishlab chiquvchilar duch kelgan ikkinchi muammo sun'iy yo'ldosh orbital parametrlarini yuqori aniqlikda aniqlash va bashorat qilish edi. Turli sun'iy yo'ldoshlardan signallarning kechikishini o'lchaydigan qabul qiluvchi uskuna iste'molchining koordinatalarini hisoblab chiqadi.
Shu maqsadlar uchun 1967 yilda AQSh dengiz floti TIMATION-I sun'iy yo'ldoshini, 1969 yilda esa TIMATION-II sun'iy yo'ldoshini uchiruvchi dasturni ishlab chiqdi. Ushbu sun'iy yo'ldoshlar bortida kristall osilatorlardan foydalanilgan. Shu bilan birga, AQSh havo kuchlari bir vaqtning o'zida keng polosali soxta shovqin kodini (PRN) modulyatsiyalangan signallardan foydalanish dasturini amalga oshirdi. Bunday kodning korrelyatsiya xususiyatlari barcha sun'iy yo'ldoshlar uchun turli xil sun'iy yo'ldoshlardan signallarni kod ajratish bilan bitta signal chastotasidan foydalanishga imkon beradi. Keyinchalik, 1973 yilda ikkita dastur "Navstar-GPS" deb nomlangan bitta umumiy dasturga birlashtirildi. 1996 yilga kelib tizimni joriy etish tugallandi. Hozirda 28 ta faol sun'iy yo'ldosh mavjud.
SSSRda Glonass yuqori orbitali sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimining parvoz sinovlari 1982 yilda Kosmos-1413 sun'iy yo'ldoshining ishga tushirilishi bilan boshlangan. Butun tizim va kosmik segment uchun asosiy ishlab chiquvchi va yaratuvchisi NPO Applied Mechanics (Krasnoyarsk) va navigatsiya kosmik kemalari uchun - PO Polet (Omsk). Radiotexnika majmualarining asosiy ishlab chiqaruvchisi RNIIKP; Rossiya radionavigatsiya va vaqt instituti iste'molchilar uchun vaqtinchalik kompleks, sinxronizatsiya tizimi va navigatsiya uskunalarini yaratish uchun mas'ul etib belgilandi.
Glonass tizimi sirt harakatlanuvchi ob'ektlarning global operativ navigatsiyasi uchun mo'ljallangan. SRNSS Mudofaa vazirligi buyrug'i bilan ishlab chiqilgan. Tuzilishi bo'yicha Glonass, xuddi GPS kabi, ikki tomonlama tizim hisoblanadi, ya'ni u ham harbiy, ham fuqarolik maqsadlarida ishlatilishi mumkin.
Bir butun sifatida tizim uchta funktsional qismni o'z ichiga oladi (professional adabiyotda bu qismlar segmentlar deb ataladi) (1-rasm).
1-rasm. Glonass va GPS yuqori orbitali navigatsiya tizimlarining segmentlari
Ushbu uch qismdan oxirgisi, foydalanuvchi uskunasi eng ko'pdir. Glonass tizimi so'rovsiz, shuning uchun tizim foydalanuvchilari soni muhim emas. Asosiy funksiya - navigatsiya ta'riflariga qo'shimcha ravishda, tizim masofaviy yerdagi ob'ektlarda chastota va vaqt standartlarini yuqori aniqlikdagi o'zaro sinxronlashtirish va o'zaro geodezik ma'lumotnomalarni amalga oshirish imkonini beradi. Bundan tashqari, u navigatsiya sun'iy yo'ldosh signallarining to'rtta qabul qiluvchisidan olingan o'lchovlar asosida ob'ektning yo'nalishini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.
Glonass tizimida radionavigatsiya mos yozuvlar stantsiyasi sifatida ~ 19100 km balandlikda aylana geostatsionar orbita bo'ylab aylanadigan navigatsiya kosmik kemalari (NSV) ishlatiladi (2-rasm). Sun'iy yo'ldoshning Yer atrofida aylanish davri o'rtacha 11 soat 45 minutni tashkil qiladi. Sun'iy yo'ldoshning ishlash muddati - 5 yil, bu vaqt ichida uning orbitasi parametrlari nominal qiymatlardan 5% dan ko'proq farq qilmasligi kerak. Sun'iy yo'ldoshning o'zi diametri 1,35 m va uzunligi 7,84 m bo'lgan germetik konteyner bo'lib, uning ichida turli xil jihozlar joylashtirilgan. Barcha tizimlar quvvat manbai hisoblanadi quyosh panellari. Sun'iy yo'ldoshning umumiy massasi 1415 kg. Bort uskunasiga quyidagilar kiradi: bortdagi navigatsiya uzatgichi, xronizer (soat), bortda boshqaruv kompleksi, orientatsiya va stabilizatsiya tizimi va boshqalar.
2-rasm. GLONASS va GPS tizimlarining kosmik segmenti
Shakl 3. Glonass tizimining yerdan boshqarish kompleksining segmenti
Shakl 4. GPS tizimining yerdan boshqarish kompleksining segmenti
GLONASS tizimining yerdan boshqarish kompleksi segmenti quyidagi funktsiyalarni bajaradi:
Turli xil sun'iy yo'ldoshlarning vaqt shkalalarini kerakli aniqlik bilan sinxronlashtirish uchun sun'iy yo'ldosh bortida 10-13 tartibdagi nisbiy beqarorlik bilan seziy chastotasi standartlari qo'llaniladi. Erni boshqarish kompleksi 10-14 nisbiy beqarorlik bilan vodorod standartidan foydalanadi. Bundan tashqari, NKU 3-5 ns xatolik bilan mos yozuvlar shkalasiga nisbatan sun'iy yo'ldosh vaqt shkalalarini tuzatish vositalarini o'z ichiga oladi.
Er segmenti sun'iy yo'ldoshlarga efemerlarni qo'llab-quvvatlaydi. Bu shuni anglatadiki, sun'iy yo'ldosh harakati parametrlari erda aniqlanadi va bu parametrlarning qiymatlari oldindan belgilangan vaqt oralig'ida bashorat qilinadi. Parametrlar va ularning prognozi navigatsiya signalini uzatish bilan birga sun'iy yo'ldosh tomonidan uzatiladigan navigatsiya xabariga kiritilgan. Bu, shuningdek, tizim vaqtiga nisbatan sun'iy yo'ldoshning bortdagi vaqt shkalasining vaqt chastotasini tuzatishni o'z ichiga oladi. Sun'iy yo'ldoshning harakat parametrlarini o'lchash va prognozlash tizimning Balistik markazida sun'iy yo'ldoshgacha bo'lgan masofa va uning radial tezligini traektoriya o'lchash natijalari asosida amalga oshiriladi.
amerikalik GPS tizimi o'z yo'lida funksionallik mahalliy Glonass tizimiga o'xshash. Uning asosiy maqsadi iste'molchi koordinatalarini, tezlik vektorining tarkibiy qismlarini va tizim vaqt shkalasi bilan bog'lashni yuqori aniqlik bilan aniqlashdir. Mahalliy tizimga o'xshab, GPS tizimi AQSh Mudofaa vazirligi uchun ishlab chiqilgan va uning nazorati ostida. Interfeysni boshqarish hujjatiga ko'ra, tizimning asosiy ishlab chiquvchilari:
Glonass tizimi singari, GPS ham kosmik segment, yerga asoslangan buyruq va o'lchov majmuasi va iste'molchi segmentidan iborat.
Yuqorida aytib o'tilganidek, GPS orbital yulduz turkumi 28 ta navigatsiya kosmik kemasidan iborat. Ularning barchasi aylana orbitalarida bo'lib, Yer atrofida aylanish davri 12 soatga teng. Har bir sun'iy yo'ldoshning orbital balandligi ~20 000 km. GPS tizimining sun'iy yo'ldoshlari ularning umumiy ishlashiga ta'sir qiladigan bir qator yaxshilanishlarga duch keldi. Jadvalda 1 beriladi qisqacha xususiyatlar tizimda ishlatiladigan kosmik kema.
Jadval 1. GPS tizimida qo'llaniladigan kosmik kemalarning xususiyatlari
| Sun'iy yo'ldosh turi | Orbitada massa | Energiya manbalarining kuchi, Vt | Faol mavjudlikning taxminiy davri | Birinchi sun'iy yo'ldosh uchirilgan yil |
| Blok-I | 525 | 440 | - | 1978 |
| Blok-II | 844 | 710 | 5 | 1989 |
| Blok-IIR | 1094 | 1250 | 7,5 | 1997 |
| Blok-IIF | - | - | 14–15 | 2001–2002 |
Jadval 2. GLONASS va GPS tizimlarining qiyosiy tavsiflari
| Indeks | GLONASS | GPS |
| To'liq orbital yulduz turkumidagi kosmik kemalar soni | 24 | 24 |
| Orbital tekisliklar soni | 3 | 6 |
| Har bir tekislikdagi kosmik kemalar soni | 8 | 4 |
| Orbital moyillik | 64,8º | 55º |
| Orbita balandligi, km | 19 130 | 20 180 |
| Sun'iy yo'ldoshning orbital davri | 11 soat 15 daqiqa 44 s | 11 soat 58 daqiqa 00 s |
| Koordinatalar tizimi | PZ-90 | WGS-84 |
| Navigatsiya kosmik kemasining massasi, kg | 1450 | 1055 |
| Quyosh paneli quvvati, Vt | 1250 | 450 |
| Faol mavjudlik davomiyligi, yillar | 3 | 7,5 |
| Kosmik kemalarni orbitaga chiqarish uchun vositalar | "Proton-K/DM" | Delta 2 |
| Har bir ishga tushirilgan kosmik kemalar soni | 3 | 1 |
| Kosmodrom | Baykonur (Qozog'iston) | Kanaveral burni |
| Malumot vaqti | UTC(SU) | UTC(NO) |
| Kirish usuli | FDMA | CDMA |
| Tashuvchi chastotasi: L1 L2 |
1598,0625-1604,25 7/9 L1 |
1575,42 60/77 L1 |
| Polarizatsiya | O'ng qo'l | O'ng qo'l |
| Pseudo-shovqin ketma-ketligi turi | m-ketma-ketlik | Oltin kod |
| Kod elementlari soni: C/A P |
511 51 1000 |
1023 2,35x1014 |
| Kodlash tezligi, Mbit/s: C/A P |
0,511 5,11 |
1,023 10,23 |
| Tizim ichidagi radio shovqin darajasi, dB | -48 | -21,6 |
| Navigatsiya xabari tuzilishi | ||
| O'tkazish tezligi, bit/s | 50 | 50 |
| Modulyatsiya turi | BPSK (Manchester) | BPSK NRZ |
| Superramka uzunligi, min. | 2,5 (5 kvadrat) | 12,5 (25 kvadrat) |
| Ramka uzunligi, s | 30 (15 qator) | 30 (5 qator) |
| Chiziq uzunligi, s | 2 | 6 |
Umuman tizimni va xususan, sun'iy yo'ldoshlarni loyihalashda avtonom ishlash masalalariga katta e'tibor beriladi. Shunday qilib, birinchi avlod kosmik kemasi (Blok-I) 3-4 kun davomida boshqaruv segmentining aralashuvisiz tizimning normal ishlashini (koordinatalarni aniqlashda jiddiy xatolarsiz) ta'minladi. Blok-II qurilmalarida bu muddat 14 kungacha oshirildi. IN yangi modifikatsiya Blok-IIR NKA faqat avtonom sun'iy yo'ldosh o'zaro sinxronlash majmuasidan foydalangan holda, erdan orbital parametrlarni moslashtirmasdan 180 kun davomida avtonom ishlashga imkon beradi. Blok-IIF qurilmalari sarflangan Blok-IIRlarni almashtirish uchun foydalanish uchun mo'ljallangan.
Glonass tizimi har bir sun'iy yo'ldosh tomonidan chiqariladigan chastota bo'linish MA (FDMA) signallaridan foydalanadi - ikkita fazali siljishli kalitli signallar. Birinchi signalning chastotasi L1 ~ 1600 MGts, ikkinchisining chastotasi esa L2 ~ 1250 MGts oralig'ida. L1 va L2 diapazonlarida uzatiladigan radio signallarining ish chastotalarining nominal qiymatlari quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
f k1 = f 1 + kD f 1
f k2 = f 2 + kD f 2 k = 0,1,...,24, (1)
Bu erda k = 0,1,...,24 - sun'iy yo'ldosh ish chastotalarining harflari (kanallari) raqamlari;
f 1 = 1602 MGts; D f 1 = 9/16 = 0,5625 MGts;
f 2 = 1246 MGts; D f 2 = 7/16 = 0,4375 MGts.
Har bir sun'iy yo'ldosh uchun L1 va L2 diapazonlaridagi signallarning ish chastotalari bir-biriga mos keladi va bitta chastota standartidan hosil bo'ladi. Har bir sun'iy yo'ldoshning ishlaydigan tashuvchisi chastotalarining nisbati:
D f k1 / D f k2 = 7/9.
Yer yuzasida joylashgan kuzatuvchi nuqtai nazaridan bort generatorining nominal chastotasi qiymati 5,0 MGts ni tashkil qiladi.
L1 diapazonida Glonass tizimining har bir sun'iy yo'ldoshi bir xil chastotada bir-biriga nisbatan fazada 90º ga siljigan 2 ta tashuvchini chiqaradi (5-rasm).
5-rasm. GLONASS va GPS tizimlarining tashuvchi signallarining vektor diagrammasi
Tashuvchilardan biri 180º fazali siljish kalitidan o'tadi. Modulyatsiya qiluvchi signal modul 2 ga uchta ikkilik signalni qo'shish orqali olinadi (6-rasm):
Shakl 6. GLONASS signal tuzilishi
L1 diapazonidagi signal (GPS-dagi C/A kodiga o'xshash) kosmik kemaning ko'rish diapazonidagi barcha iste'molchilar uchun mavjud. L2 diapazonidagi signal harbiy maqsadlar uchun mo'ljallangan va uning tuzilishi oshkor etilmagan.
Navigatsiya xabari har biri 2 soniya davom etadigan doimiy ravishda keyingi qatorlar ko'rinishida shakllanadi. Qatorning birinchi qismida (1,7 s interval) navigatsiya ma'lumotlari, ikkinchisida (0,3 s) Vaqt tamg'asi mavjud. Bu soat chastotasi 100 bps bo'lgan 30 belgidan iborat bo'lgan qisqartirilgan psevdo-tasodifiy ketma-ketlikdir.
Glonass tizimining sun'iy yo'ldoshlaridan navigatsiya xabarlari iste'molchilarga navigatsiyani aniqlash va sun'iy yo'ldoshlar bilan aloqa seanslarini rejalashtirish uchun kerak bo'ladi. Tarkibiga ko'ra navigatsiya xabarlari operativ va operativ bo'lmagan ma'lumotlarga bo'linadi.
Operatsion ma'lumot deganda u signali olingan sun'iy yo'ldoshga ishora qiladi. Operatsion ma'lumotlarga quyidagilar kiradi:
Kunning boshidan yarim soatlik ko'plikka ega bo'lgan efemer ma'lumotlari va vaqt chastotasini tuzatish vaqti sun'iy yo'ldoshning geografik koordinatalari va tezligini aniq aniqlash imkonini beradi.
Operatsion bo'lmagan ma'lumotlar almanaxni o'z ichiga oladi, jumladan:
Kosmik kemaning optimal "yulduz turkumi" ni tanlash va tashuvchi chastotasining Doppler siljishi prognozi tizim almanaxini tahlil qilish orqali ta'minlanadi.
Glonass tizimining sun'iy yo'ldoshlaridan navigatsiya xabarlari 2,5 daqiqa davom etadigan super kadrlar ko'rinishida tuzilgan. Superfreym 30 soniya davom etadigan beshta kadrdan iborat. Har bir kadrda 2 soniya davom etadigan 15 qator mavjud. 2 s qator davomiyligidan oxirgi 0,3 s vaqt tamg'asi bilan band. Qolgan qatorda 50 Gts chastotada uzatiladigan 85 belgi raqamli ma'lumotlar mavjud.
Har bir ramka operatsion ma'lumotlarning to'liq hajmini va tizim almanaxining bir qismini o'z ichiga oladi. To'liq almanax butun super kadrda joylashgan. Bunday holda, 1-4-qatorlarda joylashgan super kadr ma'lumotlari u kelgan sun'iy yo'ldoshga (operatsion qism) ishora qiladi va superfreym ichida o'zgarmaydi.
GPS tizimi MA kod bo'limidan (CDMA) foydalanadi, shuning uchun barcha sun'iy yo'ldoshlar bir xil chastotada signallarni chiqaradi. Har bir GPS sun'iy yo'ldoshi ikkita fazali siljishli kalitli signallarni chiqaradi. Birinchi signalning chastotasi L1 = 1575,42 MGts, ikkinchisi esa L2 = 1227,6 MGts. L1 tashuvchisi chastotasi signali ikkita ikkilik ketma-ketlik bilan modulyatsiya qilinadi, ularning har biri modul 2 diapazoni o'lchagich kodini va 50 bit / s tezlikda yaratilgan tizim va navigatsiya ma'lumotlarini yig'ish orqali hosil bo'ladi. L1 chastotasida ikkita kvadratik komponent uzatiladi, ikki fazali manipulyatsiya qilingan ikkilik ketma-ketliklar. Birinchi ketma-ketlik aniq masofa o'lchagich kodi P yoki tasniflangan Y kodi va navigatsiya ma'lumotlarining modul 2 yig'indisidir. Ikkinchi ketma-ketlik, shuningdek, qo'pol C/A (ochiq) kodining modul 2 yig'indisi va bir xil navigatsiya ma'lumotlari ketma-ketligidir.
L2 radio signali avval muhokama qilingan ikkita ketma-ketlikning faqat bittasi tomonidan ikki fazali manipulyatsiya qilinadi. Modulyatsiyalash ketma-ketligini tanlash Yerdan kelgan buyruq bilan amalga oshiriladi.
Har bir sun'iy yo'ldosh o'ziga xos C/A va P(Y) masofa o'lchagich kodlaridan foydalanadi, bu esa sun'iy yo'ldosh signallarini ajratish imkonini beradi. Aniq diapazonli P (Y) kodini shakllantirish jarayonida sun'iy yo'ldosh signalining vaqt belgilari bir vaqtning o'zida shakllanadi.
GPS sun'iy yo'ldoshlaridan navigatsiya ma'lumotlarining tarkibiy bo'linishi super kadrlar, ramkalar, subfreymlar va so'zlarga amalga oshiriladi. 25 kadrdan superkadr hosil bo'ladi va 750 s (12,5 minut) vaqt oladi. Bitta kadr 30 soniya ichida uzatiladi va 1500 bit hajmiga ega. Kadr har biri 300 bitli 5 ta subfreymga bo'lingan va 6 soniya oralig'ida uzatiladi. Har bir kichik kadrning boshlanishi keyingi 6 soniyalik GPS tizimi vaqt oralig'ining boshlanishi/oxiriga mos keladigan vaqt tamg'asini bildiradi. Subframe 30 bitli 10 ta so'zdan iborat. Har bir so'zda 6 ta eng kam ahamiyatga ega bo'lgan bitlar nazorat bitlaridir.
1, 2 va 3-kichik kadrlarda aloqa o'rnatilgan kosmik kemaning soatni tuzatish parametrlari va efemer ma'lumotlari to'g'risidagi ma'lumotlar uzatiladi. Ushbu subfreymlarning mazmuni va tuzilishi superfreymning barcha sahifalarida bir xil bo'lib qoladi. 4 va 5 kichik kadrlarda tizimdagi barcha kosmik kemalarning konfiguratsiyasi va holati, kosmik kemalar almanaxlari, maxsus xabarlar, GPS vaqtining UTC bilan bog'liqligini tavsiflovchi parametrlar va boshqalar to'g'risidagi ma'lumotlar mavjud.
GPS va GLONASS tizimlarining iste'molchi segmenti sun'iy yo'ldosh signallarini qabul qiluvchilarni o'z ichiga oladi. Ushbu signallarning parametrlarini o'lchash orqali navigatsiya muammosi hal qilinadi. Qabul qilgichni uchta funktsional qismga bo'lish mumkin:
Antenna-oziqlantiruvchi qurilma (antenna) chiqishidan signal radiochastota qismiga o'tadi (7-rasm). Ushbu qismning asosiy vazifasi kirish signalini kuchaytirish, filtrlash, chastotani konvertatsiya qilish va analog-raqamli konvertatsiya qilishdir. Bundan tashqari, qabul qiluvchining raqamli qismi uchun soat chastotasi qabul qiluvchining radio chastotasi qismidan keladi. Radiochastota qismining chiqishidan kirish signalining raqamli namunalari raqamli korrelyatorning kirishiga beriladi.
7-rasm. Qabul qiluvchining umumiy tuzilishi
Korrelyatorda signal spektri "nol" chastotaga o'tkaziladi. Bu korrelyatorning kirish signalini faza va kvadrat kanallarida mos yozuvlar garmonik tebranish bilan ko'paytirish orqali amalga oshiriladi. Keyinchalik, ko'paytirish natijasi mos yozuvlar diapazoni kodi bilan ko'paytirish va masofa o'lchagich kod davri davomida to'plash orqali korrelyatsiya ishlovidan o'tadi. Natijada, I va Q korrelyatsiya integrallarini olamiz. Korrelyatsiya integrallarining ko'rsatkichlari PLL (faza blokirovkasi) va DLL (kechikish kuzatuv sxemasi) tsikllarini keyingi qayta ishlash va yopish uchun protsessorga yuboriladi. Qabul qilgichdagi signal parametrlarini o'lchash bevosita kirish signalidan emas, balki faza-faza va CVD tizimlari tomonidan yaratilgan uning aniq nusxasidan amalga oshiriladi. I va Q korrelyatsiya integrallari mos yozuvlar va kirish signallarining "o'xshashlik" (korrelyatsiya) darajasini baholashga imkon beradi. Korrelyatorning vazifasi, I va Q integrallarini shakllantirishdan tashqari, protsessordan keladigan boshqaruv harakatlariga (boshqaruv kodlari) muvofiq mos yozuvlar signalini shakllantirishdir. Bundan tashqari, ba'zi qabul qiluvchilarda korrelyator mos yozuvlar signallarining kerakli o'lchovlarini hosil qiladi va ularni keyingi ishlov berish uchun protsessorga uzatadi. Shu bilan birga, korrelyatordagi mos yozuvlar signallari protsessordan keladigan boshqaruv kodlari yordamida shakllantirilganligi sababli, mos yozuvlar signallarining zarur o'lchovlari to'g'ridan-to'g'ri protsessorda amalga oshirilishi mumkin, shunga mos ravishda boshqaruv kodlarini qayta ishlaydi, bu ko'pchilikda amalga oshiriladi. zamonaviy qabul qiluvchilar.
Korrelyator (protsessor) tomonidan qanday signal parametrlari o'lchanadi?
Radiotexnika o'lchovlari oralig'i signalning o'lchov ob'ektidan o'lchash nuqtasiga tarqalish vaqti bilan tavsiflanadi. GPS/GLONASS navigatsiya tizimlarida signallarning emissiyasi tizim vaqt shkalasi bilan, aniqrog'i, bu signalni chiqaradigan sun'iy yo'ldoshning vaqt shkalasi bilan sinxronlashtiriladi. Shu bilan birga, iste'molchi sun'iy yo'ldosh va tizimning vaqt shkalasi o'rtasidagi nomuvofiqlik haqida ma'lumotga ega. Sun'iy yo'ldoshdan uzatiladigan raqamli ma'lumotlar tizim vaqtida sun'iy yo'ldosh tomonidan signalning ma'lum bir qismi (vaqt tamg'asi) chiqarish momentini aniqlash imkonini beradi. Ushbu fragmentni qabul qilish vaqti qabul qiluvchining vaqt shkalasi bilan belgilanadi. Qabul qiluvchining (iste'molchining) vaqt shkalasi kvarts chastotasi standartlari yordamida shakllantiriladi, shuning uchun tizim vaqt shkalasiga nisbatan qabul qiluvchi vaqt shkalasining doimiy "siljishi" mavjud. Qabul qiluvchining vaqt shkalasi bo'yicha o'lchanadigan signal fragmentini qabul qilish momenti va sun'iy yo'ldosh shkalasida o'lchanadigan yorug'lik tezligiga ko'paytiriladigan uning sun'iy yo'ldoshi tomonidan emissiya momenti o'rtasidagi farq psevdoranj deb ataladi. Nega psevdoranj? Chunki u haqiqiy diapazondan yorug'lik tezligi va tizimning vaqt shkalasiga nisbatan qabul qiluvchi vaqt shkalasining "siljishi" mahsulotiga teng miqdorda farq qiladi. Navigatsiya muammosini hal qilishda ushbu parametr iste'molchining (qabul qiluvchining) koordinatalari bilan birga aniqlanadi.
Korrelyatorda hosil qilingan korrelyatsiya integrallari sun'iy yo'ldosh signalining modulyatsiyasini axborot belgilari bo'yicha kuzatish va kirish signalidagi vaqt belgisini hisoblash imkonini beradi. Vaqt belgilari GPS uchun 6 soniya va GLONASS uchun 2 soniya oraliqda bo'ladi va 6 (2) soniyali shkalani tashkil qiladi. Ushbu shkalaning bir bo'linmasi ichida masofa o'lchagich kodining davrlari 1 ms shkalasini tashkil qiladi. Bir millisekund, o'z navbatida, alohida elementlarga (chiplar, GPS terminologiyasida) bo'linadi: GPS uchun - 1023, GLONASS uchun - 511. Shunday qilib, masofa o'lchagich kodining elementlari xato bilan sun'iy yo'ldosh oralig'ini aniqlash imkonini beradi. ~ 300 m. Aniqroq aniqlash uchun masofa o'lchagich kod generatorining fazasini bilish kerak. Korrelyatorning mos yozuvlar osilatorlarini qurish sxemalari uning fazasini 0,01 davrgacha bo'lgan aniqlik bilan aniqlash imkonini beradi, bu 3 m psevdo-diapazonni aniqlashning aniqligi.
Fazali qulflash tizimi tomonidan yaratilgan mos yozuvlar garmonik tebranish parametrlarini o'lchash asosida sun'iy yo'ldoshning tashuvchisi tebranish chastotasi va fazasi aniqlanadi. Uning nominal qiymatga nisbatan ketishi Doppler chastotasining siljishini beradi, bu iste'molchining sun'iy yo'ldoshga nisbatan tezligini baholash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, tashuvchining fazaviy o'lchovlari bir necha mm xatolik bilan sun'iy yo'ldosh oralig'ini aniqlashtirishga imkon beradi.
Iste'molchining koordinatalarini aniqlash uchun sun'iy yo'ldoshlarning koordinatalarini (kamida 4) va iste'molchidan har bir ko'rinadigan sun'iy yo'ldoshgacha bo'lgan masofani bilish kerak. Iste'molchi sun'iy yo'ldoshlarning koordinatalarini aniqlashi uchun ular tomonidan chiqarilgan navigatsiya signallari ularning harakat parametrlari haqidagi xabarlar bilan modellashtiriladi. Iste'molchi uskunasida bu xabarlar izolyatsiya qilinadi va sun'iy yo'ldoshlarning koordinatalari kerakli vaqtda aniqlanadi.
Tezlik vektorining koordinatalari va komponentlari juda tez o'zgaradi, shuning uchun sun'iy yo'ldoshlar harakati parametrlari haqidagi xabarlar ularning koordinatalari va tezlik vektorining tarkibiy qismlari haqida emas, balki kosmik kemaning traektoriyasiga yaqin bo'lgan ba'zi model parametrlari haqida ma'lumotni o'z ichiga oladi. juda katta vaqt oralig'ida (taxminan 30 daqiqa). Taxminlovchi modelning parametrlari juda sekin o'zgaradi va ularni yaqinlashish oralig'ida doimiy deb hisoblash mumkin.
Taxminlovchi modelning parametrlari sun'iy yo'ldosh navigatsiya xabarlariga kiritilgan. GPS tizimi oskulyar elementlarga ega Kepler harakat modelidan foydalanadi. Bunday holda, kosmik kemaning parvoz traektoriyasi bir soat davom etadigan taxminiy qismlarga bo'linadi. Har bir bo'limning markazida vaqt bo'yicha tugun nuqtasi o'rnatiladi, uning qiymati navigatsiya axboroti iste'molchisiga etkaziladi. Bundan tashqari, iste'molchiga o'zgaruvchan elementlar modelining parametrlari to'g'risida ma'lumot beriladi. tugun elementi va undan keyin.
Iste'molchi uskunasida vaqt oralig'i sun'iy yo'ldoshning o'rnini aniqlash uchun zarur bo'lgan vaqt va tugun momenti o'rtasida ajratiladi. Keyin, navigatsiya xabaridan olingan taxminiy funktsiyalar va ularning parametrlaridan foydalangan holda, o'zgaruvchan elementlarning model parametrlarining qiymatlari kerakli vaqtda hisoblanadi. Oxirgi bosqichda Kepler modelining odatiy formulalari yordamida sun'iy yo'ldosh tezligi vektorining koordinatalari va komponentlari aniqlanadi.
Glonass tizimi sun'iy yo'ldoshning aniq o'rnini aniqlash uchun differentsial harakat modellaridan foydalanadi. Ushbu modellarda sun'iy yo'ldosh tezligi vektorining koordinatalari va komponentlari kosmik kemaga ta'sir qiluvchi kuchlarning chekli sonini hisobga olgan holda, kosmik kema harakatining differensial tenglamalarini sonli integrallash yo'li bilan aniqlanadi. Integratsiyaning dastlabki shartlari yaqinlashish oralig'ining o'rtasida joylashgan vaqtning tugun momentida o'rnatiladi.
Yuqorida aytib o'tilganidek, iste'molchining koordinatalarini aniqlash uchun sun'iy yo'ldoshlarning koordinatalarini (kamida 4) va iste'molchidan har bir ko'rinadigan sun'iy yo'ldoshgacha bo'lgan masofani bilish kerak, bu navigatsiya qabul qilgichida taxminan aniqlik bilan aniqlanadi. 1 m. Qulaylik uchun, rasmda ko'rsatilgan eng oddiy "tekis" ishni ko'rib chiqaylik. 8.
Shakl 8. Iste'molchi koordinatalarini aniqlash
Har bir sun'iy yo'ldosh (8-rasm) nuqta emitenti sifatida ifodalanishi mumkin. Bunday holda, elektromagnit to'lqinning old qismi sharsimon bo'ladi. Ikki sharning kesishish nuqtasi iste'molchi joylashgan joy bo'ladi.
Sun'iy yo'ldoshlar orbitalarining balandligi taxminan 20 000 km. Binobarin, aylanalarning ikkinchi kesishish nuqtasi apriori ma'lumotlar tufayli bekor qilinishi mumkin, chunki u kosmosda uzoqda joylashgan.
Sun'iy yo'ldoshli navigatsiya tizimlari iste'molchiga taxminan 10-15 m aniqlikdagi koordinatalarni olish imkonini beradi.Biroq, ko'p vazifalar uchun, ayniqsa shaharlarda navigatsiya uchun, katta aniqlik talab etiladi. Ob'ektning joylashishini aniqlashning aniqligini oshirishning asosiy usullaridan biri radionavigatsiyada yaxshi ma'lum bo'lgan differentsial navigatsiya o'lchovlari printsipidan foydalanishga asoslangan.
Differensial DGPS (Differensial GPS) rejimi dinamik navigatsiya holatida 3 m gacha va statsionar sharoitda 1 m gacha aniqlik bilan koordinatalarni o'rnatish imkonini beradi. Differensial rejim mos yozuvlar stantsiyasi deb ataladigan GPS boshqaruv qabul qiluvchisi yordamida amalga oshiriladi. U koordinatalari ma'lum bo'lgan nuqtada, asosiy GPS qabul qiluvchisi bilan bir joyda joylashgan. Ma'lum koordinatalarni (aniq geodezik tadqiqotlar natijasida olingan) o'lchanganlar bilan taqqoslash orqali ma'lumot stantsiyasi oldindan belgilangan formatda radiokanal orqali iste'molchilarga uzatiladigan tuzatishlarni hisoblab chiqadi.
Iste'molchi uskunasi mos yozuvlar stantsiyasidan differentsial tuzatishlarni oladi va iste'molchining joylashgan joyini aniqlashda ularni hisobga oladi.
Differensial usul yordamida olingan natijalar asosan ob'ekt va mos yozuvlar stantsiyasi orasidagi masofaga bog'liq. Ushbu usuldan foydalanish tashqi (qabul qiluvchiga nisbatan) sabablarga ko'ra yuzaga kelgan tizimli xatolar ustunlik qilganda eng samarali hisoblanadi. Eksperimental ma'lumotlarga ko'ra, mos yozuvlar stantsiyasini ob'ektdan 500 km uzoqlikda joylashtirish tavsiya etiladi.
Hozirgi vaqtda ko'plab keng hududli, mintaqaviy va mahalliy differensial tizimlar mavjud.
Keng hududli tizimlar sifatida Amerika WAAS, Evropa EGNOS va Yaponiya MSAS kabi tizimlarni ta'kidlash kerak. Ushbu tizimlar o'zlarining qamrov zonasidagi barcha iste'molchilarga tuzatishlarni uzatish uchun geostatsionar sun'iy yo'ldoshlardan foydalanadi.
Mintaqaviy tizimlar er yuzasining alohida hududlari uchun navigatsiyani qo'llab-quvvatlash uchun mo'ljallangan. Odatda, mintaqaviy tizimlar yirik shaharlarda, transport yo'llari va kema qatnovi daryolarida, portlarda va dengiz va okeanlar qirg'oqlarida qo'llaniladi. Mintaqaviy tizimning ishchi zonasining diametri odatda 500 dan 2000 km gacha. U bir yoki bir nechta mos yozuvlar stantsiyalarini o'z ichiga olishi mumkin.
Mahalliy tizimlarning maksimal masofasi 50 dan 220 km gacha. Ular odatda bittasini o'z ichiga oladi tayanch stantsiya. Mahalliy tizimlar, odatda, ularni qo'llash usuliga ko'ra bo'linadi: dengiz, aviatsiya va geodezik mahalliy differentsial stantsiyalar.
GPS va Glonass sun'iy yo'ldosh tizimlarini modernizatsiya qilishning umumiy yo'nalishi navigatsiya ta'riflarining aniqligini oshirish, foydalanuvchilarga ko'rsatiladigan xizmatni yaxshilash, bortdagi sun'iy yo'ldosh uskunalarining xizmat qilish muddati va ishonchliligini oshirish, boshqa radio tizimlar bilan muvofiqligini oshirish bilan bog'liq. differensial quyi tizimlarni ishlab chiqish. GPS va Glonass tizimlarini rivojlantirishning umumiy yo'nalishi bir-biriga mos keladi, ammo erishilgan dinamika va natijalar juda farq qiladi.
GLONASS tizimini takomillashtirish yangi avlod GLONASS-M sun’iy yo‘ldoshlari asosida amalga oshirilishi rejalashtirilgan. Ushbu sun'iy yo'ldosh xizmat ko'rsatish resursiga ega bo'ladi va fuqarolik ilovalari uchun L2 diapazonida navigatsiya signalini chiqaradi.
Shunga o'xshash qaror AQShda ham qabul qilindi, u erda 1999 yil 5 yanvarda L2 chastotasida (1222,7 MGts) C/A kodini uzatish bilan bog'liq GPS tizimini modernizatsiya qilish uchun 400 million dollar ajratilishi e'lon qilindi. 2005 yildan boshlab uchiriladigan kosmik kemalarda uchinchi L3 tashuvchisini (1176. 45 MGts) joriy etish. L2 chastotasidagi signal inson hayoti uchun xavf bilan bevosita bog'liq bo'lmagan fuqarolik ehtiyojlari uchun foydalanish uchun mo'ljallangan. Ushbu qarorni 2003 yilda amalga oshirishni boshlash taklif etiladi. Fuqaro aviatsiyasi ehtiyojlari uchun L3 chastotasidagi uchinchi fuqaro signalidan foydalanishga qaror qilindi.
Adabiyot
Bugungi kunda navigatsiya zarur va juda mashhur narsadir. So'nggi bir necha yil ichida mobil gadjetlar va boshqa elektronikadagi navigatsiya chiplari odatiy holga aylandi. GPS va GLONASS navigatsiya tizimlari mavjud, keling, ularning har biri nima ekanligini aniqlaymiz va ishlash tamoyillarini o'rganamiz.
GPS (Global Positioning System degan ma'noni anglatadi) - masofani, vaqtni o'lchaydigan va WGS 84 dunyo koordinata tizimidagi joylashuvni aniqlaydigan sun'iy yo'ldoshli navigatsiya tizimi.Ushbu tizim sayyoramizning deyarli istalgan joyidagi ob'ektlarning joylashuvi va tezligini aniqlash imkonini beradi (istisno bundan mustasno). qutb mintaqalari).
GPS-ning rivojlanishi 1950-yillarda AQSh Mudofaa vazirligi uchun boshlangan, ammo hozirda texnologiya nafaqat harbiylar, balki kundalik hayotda ham qo'llaniladi. O'sha paytda SSSR birinchi sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshini uchirdi va bu hodisani kuzatgan amerikalik olimlar Doppler effekti tufayli qabul qilingan signalning chastotasi sun'iy yo'ldosh yaqinlashganda ortib borishini va masofa oshgani sayin pasayishini payqashdi. Ular shunday xulosaga kelishdiki, agar sizda Yerdagi aniq koordinatalaringiz haqida ma’lumotga ega bo‘lsangiz, sun’iy yo‘ldoshning joylashuvi va tezligini o‘lchashingiz mumkin, sun’iy yo‘ldosh qayerda ekanligini bilib, o‘z tezligingiz va koordinatalaringizni hisoblashingiz mumkin.
GPS tizimi o'rta Yer orbitasida aylanuvchi sun'iy sun'iy yo'ldoshlar (AQShda ishlab chiqilgan NAVSTAR sun'iy yo'ldosh tizimi) va erga asoslangan monitoring stantsiyalaridan iborat. umumiy tarmoq. Sun'iy yo'ldoshlar doimiy ravishda Yerga navigatsiya signalini uzatadi, shu jumladan "soxta tasodifiy kod", efemer ma'lumotlari (ma'lum bir vaqtning o'zida sun'iy yo'ldosh harakatining bashorat qilingan koordinatalari va parametrlari) va almanax (sun'iy yo'ldoshning taxminiy joylashuvini hisoblash uchun ma'lumotlar). Ushbu signal abonent GPS qurilmalari tomonidan qabul qilinadi, ular olingan ma'lumotlarga asoslanib, ularning geopozitsiyasini hisoblab chiqadilar.
Kamchiliklardan biri GPS texnologiyasi past ma'lumotlarni uzatish tezligida (50 bit/s gacha) yotadi, shuning uchun koordinatalarni hisoblash jarayoni bir necha daqiqa davom etishi mumkin. Bundan tashqari, GPS tizimi bino ichida, baland binolar bilan o'ralgan joylarda, o'rmonlar va bog'larda, tunnellarda va hokazolarda joylashgan qurilmaning koordinatalarini aniqlash uchun samarasiz.
Ushbu muammolarni bartaraf etish va har qandayining koordinatalarini aniqlay olish mobil qurilma A-GPS (Assisted GPS) texnologiyasi yaratildi. Undan foydalanganda GPS qabul qiluvchisi ma'lumotlarni sun'iy yo'ldoshlardan emas, balki tashqi manbalardan (odatda tarmoqlardan) oladi. uyali aloqa operatorlari) va A-GPS signalini aniqlash 2 soniyadan kamroq vaqtni oladi.
A-GPS-ni yaratish g'oyasining mualliflari 1981 yilda o'z ishlanmalarini patentlagan muhandislar Jimi Sennota va Ralf Teylor edi. Tizim 2001 yil oktyabr oyida Qo'shma Shtatlarda joriy etilgan bo'lib, u erda 911 tarmog'i orqali qo'llanila boshlandi.
A-GPS o'rnatilgan GPS qabul qilgich va tarmoq komponentlaridan iborat mobil tarmoq. A-GPS ikkita rejimga ega: A-GPS Online (asosiy) va A-GPS oflayn (yordamchi). Birinchisi, agar GPS qabul qiluvchisi 2 soatdan ortiq ishlamagan bo'lsa, geopozitsiyani tezda aniqlash kerak bo'lsa, sun'iy yo'ldoshlarning koordinatalari haqida ma'lumot olish imkonini beradi. Ikkinchi rejim GPS qabul qiluvchining "issiq" va "sovuq" boshlanish vaqtlarini tezlashtiradi. A-GPS qabul qiluvchisi almanax, efemerlar va ko'rinadigan sun'iy yo'ldoshlar ro'yxatini yangilaydi.
Samaradorligiga qaramay, A-GPS texnologiyasi bir qator kamchiliklarga ega, xususan, tezlashtirilgan ishga tushirish funksiyasi uyali tarmoq qamrovi doirasidan tashqarida ishlamaydi. A-GPS-ni qo'llab-quvvatlaydigan ba'zi qabul qiluvchilar GSM radio moduli bilan birlashtirilgan va agar u o'chirilgan bo'lsa, ishga tusha olmaydi. Bunday holda, A-GPS qabul qiluvchisi GSM (GPRS) qamrovisiz ishga tushishi mumkin. Ishga tushganda, A-GPS modullari kam trafik sarflaydi (5-7 KB), ammo signal yo'qolsa, qayta sinxronlash talab qilinadi, bu ayniqsa roumingda energiya sarfini oshiradi.
Hozirgi vaqtda dunyoda ikkita sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimi mavjud - yuqorida tavsiflangan GPS va GLONASS (Global Navigation Satellite System). Aslida, ikkinchisi GPSning ruscha versiyasidir. GPS-ga o'xshab, GLONASS butun dunyo bo'ylab uch o'lchovli koordinatalarni (kenglik, balandlik, uzunlik) aniqlaydi.
O'sha paytda Sovet sun'iy yo'ldosh tizimining rivojlanishining boshlanishi 1976 yil dekabriga to'g'ri keladi. 1982 yil oktyabr oyida GLONASS sun'iy yo'ldoshi "Uragan" orbitaga chiqarilishi bilan tizimning birinchi sinovi boshlandi. Dastlab u harbiy ehtiyojlar uchun ishlab chiqilgan, ammo keyinchalik fuqarolik maqsadlarida foydalanila boshlandi. Endi GLONASS qabul qiluvchilar fuqarolik/harbiy kemalar va samolyotlar, jamoat transporti, avtomobillar bilan jihozlangan favqulodda xizmatlar va hokazo. GLONASS signallari nafaqat GPS qabul qiluvchilar va bort navigatorlari tomonidan, balki qabul qilinadi Mobil telefonlar. Joylashuvi, tezligi va harakat yo'nalishi haqidagi ma'lumotlar GSM operator tarmog'i orqali ma'lumotlar yig'ish serveriga yuboriladi.
GLONASS tizimidan fuqarolik maqsadlarida foydalanish 1993 yilda boshlangan, 1995 yilda 24 sun'iy yo'ldosh orbitaga chiqarildi va 2010 yilda ularning soni 26 taga etdi. Tizimni rivojlantirish uchun 2012 yildan 2020 yilgacha Rossiya hukumati 320 milliard rubl, shu jumladan 15 ta Glonass-M va 22 ta Glonass-K sun'iy yo'ldoshlarini yaratish. GLONASS tizimidagi ishlar 2015 yil dekabr oyida yakunlandi.
GLONASS sun'iy yo'ldoshlari Yerdan 19,1 ming km balandlikda orbitada. GLONASS priyomniklari gorizontal (50-70 m aniqlik bilan) va vertikal koordinatalarni (70 m), tezlik vektorini (15 sm/sek. aniqlikda) va vaqtni 0,7 mks aniqlikda aniqlash imkonini beradi. Tizim ikki turdagi navigatsiya signallaridan foydalanadi - normal aniqlik bilan ochiq va yuqori aniqlik bilan himoyalangan. Birinchisi har qanday GLONASS qabul qilgichlarini olishi mumkin, ikkinchisini esa faqat vakolatli foydalanuvchilar, masalan, Rossiya Qurolli Kuchlarining jihozlari olishi mumkin.
"ERA-GLONASS" - Rossiyaning yo'lda avariyalar va boshqa favqulodda vaziyatlarda favqulodda choralar ko'rish tizimi bo'lib, u favqulodda vaziyatlarni bartaraf etish xizmatini voqea haqida imkon qadar tezroq xabardor qilish imkonini beradi. "ERA-GLONASS" GLONASS sun'iy yo'ldosh tizimi asosida ishlaydi. Majmua 2015-yilda foydalanishga topshirilgan bo‘lib, 2017-yilning 1-yanvaridan boshlab avtomobil ishlab chiqaruvchilar ushbu tizimni Rossiya bozoriga chiqayotgan avtomobillariga o‘rnatishlari shart. Ushbu tizim baxtsiz hodisalar va favqulodda vaziyatlarda javob berish vaqtini qisqartiradi, bu esa yo'llarda halok bo'lganlar, jarohatlar sonining kamayishiga va yuk/yo'lovchi tashish hajmining oshishiga olib keladi.
"ERA-GLONASS" ikkita komponentni o'z ichiga oladi: operator infratuzilmasi (navigatsiya va axborot platformasi, ma'lumotlarni uzatish tarmog'i, tarmoq uyali aloqa operatori) va transport vositalari jihozlangan qurilmalar. Yo'l-transport hodisasi yuz berganda (tizim tan oladi Har xil turlar to'qnashuv - old, yon yoki orqa zarba), qurilma GLONASS va / yoki GPS tizimlaridan sun'iy yo'ldosh ma'lumotlari asosida avariyaning og'irligini, shikastlangan transport vositasining joylashishini aniqlaydi, ERA-GLONASS tizimi bilan aloqa o'rnatadi va ma'lumotlarni uzatadi. baxtsiz hodisa. Signal ustuvor maqomga ega va ma'lum bir joyda eng kuchli signalga ega bo'lgan har qanday uyali aloqa operatori orqali uzatiladi. Bundan tashqari, agar tarmoq haddan tashqari yuklangan bo'lsa telefon qo'ng'iroqlari, ular signalni uzatish uchun uzilishi mumkin.
Sun'iy yo'ldosh monitoringi tizimlari dunyoning istalgan nuqtasida kuzatuv ob'ektining joylashishini kuzatish imkonini beradi. Ajoyib aniqlikka butun dunyodagi eng yaxshi mutaxassislar tomonidan ishlab chiqilgan eng so'nggi texnologik ishlanmalardan foydalanish orqali erishiladi.
Bunday tizimlar transport tizimini boshqarish dunyosida yangi so'z bo'lib, transportning sun'iy yo'ldosh monitoringidan foydalanish tufayli iste'molchiga tovarlarni etkazib berish uchun marshrutlarni va jo'nash yo'llarini tezda topish orqali logistika tizimini yaratish, transport xarajatlarini kamaytirish mumkin.
Ushbu monitoring tizimlari murakkab va muhim davlat dasturlarini amalga oshirish uchun ishlab chiqilgan bo'lib, bu ularning dizayni va operatsion samaradorligining ishonchliligidan dalolat beradi. Bugungi kunda bunday tizimlar oddiy iste'molchilar uchun mavjud bo'ldi.
Bugungi kunda sun'iy yo'ldosh monitoringi tizimlari yirik logistika va transport kompaniyalari tomonidan qo'llaniladi. Shu bilan birga, monitoring tizimini sotib olish xarajatlari oqlanadi - ular foydalanishning bir necha hisobot davri ichida o'zlarini to'laydi.
Ular ko'p sohalarda o'zlarini isbotladilar, ularning imkoniyatlari yil sayin ortib bormoqda va sotib olish narxi nafaqat yirik transmilliy korporatsiyalar, balki kichik kompaniyalar uchun ham qulayroq bo'lib bormoqda.
Shunday qilib, ushbu tizimlardan transport xizmatlari, jumladan, taksi xizmatlarini ko'rsatuvchi kichik kompaniyalar samarali foydalanmoqda. Taksi industriyasidagi bunday monitoring avtomobilning joylashuvini tez va aniq kuzatish imkonini beradi, shu bilan inson resurslarini tejash imkonini beradi, shu tariqa, vaqt o'tishi bilan taksi xizmati tizimini avtomatlashtirish va ish samaradorligini oshirish mumkin.
Bizning tizimlarimiz sizga kerak bo'lgan narsadir zamonaviy jamiyat, hayotni xavfsizroq va biznesni samaraliroq qiladigan narsa.
Rossiyaning GLOBAL navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimi (GLONASS) tezkor global navigatsiya va quruqlik, dengiz, havo va kosmosdagi cheksiz miqdordagi iste'molchilar uchun vaqtni qo'llab-quvvatlash uchun mo'ljallangan. Tizim 1993 yilda ishga tushirilgan.
GLONASS - bu Mudofaa vazirligi va fuqarolik iste'molchilari ehtiyojlari uchun mo'ljallangan ikki tomonlama tizim sifatida ishlab chiqilgan davlat tizimi.
1996 yildan hukumat taklifi bilan Rossiya Federatsiyasi GLONASS, Amerika GPS bilan bir qatorda, Xalqaro fuqaro aviatsiyasi tashkiloti va Xalqaro dengiz tashkiloti tomonidan qo'llaniladi.
Rossiya Federatsiyasi Prezidentining farmoniga muvofiq, GLONASS tizimining fuqarolik navigatsiya signallariga kirish rossiyalik va xorijiy iste'molchilarga bepul va cheklovlarsiz taqdim etiladi.
GLONASS orbital yulduz turkumining asosini yangi avlod sun'iy yo'ldoshlari tashkil etadi<Глонасс-М>. Yaqin kelajakda yangi avlod kosmik kemalarining parvoz sinovlarini boshlash rejalashtirilgan<Глонасс-К>Bilan texnik xususiyatlar, eng yaxshi jahon analoglari bilan solishtirish mumkin.
GLONASS tizimini boshqarish va ishlatish uchun javobgarlik Rossiya Federatsiyasi Mudofaa vazirligiga yuklangan.
Birinchi GLONASS sun'iy yo'ldoshi 1982 yil 12 oktyabrda Sovet Ittifoqi tomonidan orbitaga chiqarilgan. 1993 yil 24 sentyabrda tizim 12 sun'iy yo'ldoshdan iborat orbital yulduz turkumi bilan rasman foydalanishga qabul qilindi. 1995 yil dekabr oyida sun'iy yo'ldosh turkumi to'liq quvvatga - 24 sun'iy yo'ldoshga kengaytirildi.
Yetarlicha moliyalashtirilmaganligi, shuningdek, xizmat muddatining qisqaligi tufayli 2001 yilga kelib ishlayotgan sun’iy yo‘ldoshlar soni 6 tagacha qisqartirildi.
2001 yil avgust oyida "Global navigatsiya tizimi" federal maqsadli dasturi qabul qilindi, unga ko'ra 2008 yil boshida Rossiya hududini to'liq qamrab olish rejalashtirilgan edi va tizim 2010 yil boshiga qadar global miqyosga chiqadi. Ushbu muammoni hal qilish uchun 2007, 2008 va 2009 yillarda oltita raketani uchirish va orbitaga 18 sun'iy yo'ldoshni joylashtirish rejalashtirilgan edi - shuning uchun 2009 yil oxiriga kelib yulduz turkumi yana 24 ta transport vositasidan iborat bo'ladi.
2008 yil mart oyining oxirida Rossiya Koinot asboblari ilmiy-tadqiqot institutida yig'ilgan Rossiya global navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimi (GLONASS) bosh dizaynerlari kengashi GLONASS kosmik segmentini joylashtirish vaqtini biroz o'zgartirdi. Oldingi rejalar 2007-yil 31-dekabrgacha tizimdan Rossiyada foydalanish mumkinligi taxmin qilingan edi; ammo, buning uchun 18 ta ishlaydigan sun'iy yo'ldosh kerak bo'ldi, ularning ba'zilari kafolat muddati tugaydi va ishlashni to'xtatdi. Shunday qilib, 2007 yilda GLONASS sun'iy yo'ldoshlarini uchirish rejasi tugallangan bo'lsa ham (oltita sun'iy yo'ldosh orbitaga chiqdi), 2008 yil 27 mart holatiga ko'ra orbital yulduz turkumiga atigi o'n oltita ishlaydigan sun'iy yo'ldosh kiritilgan. 2008 yil 25 dekabrda ularning soni 18 ta sun'iy yo'ldoshga oshirildi.
GLONASS bosh dizaynerlari kengashida tizimni joylashtirish rejasi GLONASS tizimini Rossiyada kamida 2008 yil 31 dekabrgacha ishga tushirish maqsadida tuzatildi. Oldingi rejalar 2008 yil sentyabr va dekabr oylarida yangi Glonass-M sun'iy yo'ldoshlarining ikkita uchligini orbitaga chiqarishni nazarda tutgan edi; ammo, 2008 yil mart oyida sun'iy yo'ldosh va raketa ishlab chiqarish jadvallari yil oxirigacha barcha sun'iy yo'ldoshlarni foydalanishga topshirish uchun qayta ko'rib chiqildi. Uchirishlar ikki oy oldin bo'lib o'tishi va tizim Rossiyada yil oxirigacha ishga tushishi taxmin qilingan edi. Rejalar o‘z vaqtida amalga oshirildi.
2009 yil noyabr oyida Ukraina radiotexnika o'lchovlari ilmiy-tadqiqot instituti (Xarkov) va Rossiya kosmik asboblar ilmiy-tadqiqot instituti (Moskva) qo'shma korxona tashkil etishi e'lon qilindi. Tomonlar ikki mamlakat iste’molchilariga xizmat ko‘rsatish uchun sun’iy yo‘ldoshli navigatsiya tizimini yaratadi. Loyiha GLONASS tizimlarining koordinatalarini aniqlashtirish uchun Ukraina tuzatish stansiyalaridan foydalanadi.
2009 yil 15 dekabrda Rossiya Bosh vaziri Vladimir Putin va Roskosmos rahbari Anatoliy Perminov o'rtasidagi uchrashuvda GLONASSni joylashtirish 2010 yil oxirigacha yakunlanishi aytilgan edi.
Glonass-K sun'iy yo'ldoshlariga o'tish bilan GLONASS tizimining aniqligi Amerikaning NAVSTAR GPS navigatsiya tizimining aniqligi bilan taqqoslanadi - yagona xorijiy joylashtirilgan. navigatsiya tizimi.
2010 yil 02 sentyabr Sun'iy yo'ldoshlar turkumi yana 3 ta sun'iy yo'ldosh bilan to'ldirildi va yulduz turkumidagi sun'iy yo'ldoshlarning umumiy soni 26 birlikka ko'tarildi.
Sun'iy yo'ldosh navigatsiyasini yaratish g'oyasi 50-yillarda paydo bo'lgan. SSSR birinchi sun'iy sun'iy sun'iy yo'ldoshini uchirayotgan paytda, Richard Kershner boshchiligidagi amerikalik olimlar sovet sun'iy yo'ldoshidan chiqayotgan signalni kuzatdilar va Doppler effekti tufayli qabul qilingan signalning chastotasi sun'iy yo'ldosh yaqinlashganda ortib borishini aniqladilar. uzoqlashayotganda. Kashfiyotning mohiyati shundan iborat ediki, agar siz Yerdagi koordinatalaringizni aniq bilsangiz, sun'iy yo'ldoshning joylashuvi va tezligini o'lchash mumkin bo'ladi va aksincha, sun'iy yo'ldoshning o'rnini aniq bilib, siz o'zingizning tezligingiz va koordinatalaringizni aniqlashingiz mumkin. .
Bu g'oya 20 yildan keyin amalga oshdi. Birinchi sinov sun’iy yo‘ldoshi 1974-yil 14-iyulda Qo‘shma Shtatlar tomonidan orbitaga chiqarildi va yer yuzasini to‘liq qoplash uchun zarur bo‘lgan barcha 24 sun’iy yo‘ldoshning oxirgisi 1993-yilda orbitaga chiqarildi va shu tariqa GPS xizmati ishga tushirildi. Raketalarni havo va erdagi statsionar, keyin esa harakatlanuvchi ob'ektlarga aniq yo'naltirish uchun GPS-dan foydalanish mumkin bo'ldi.
Dastlab GPS, global joylashishni aniqlash tizimi sof harbiy loyiha sifatida ishlab chiqilgan. Ammo 1983 yilda havo hududiga bosqinchi urib tushirilgandan keyin Sovet Ittifoqi Bortida 269 yo'lovchi bo'lgan Korean Airlines samolyoti AQSh prezidenti Ronald Reygan fuqarolik maqsadlarida navigatsiya tizimidan qisman foydalanishga ruxsat berdi. Tizimdan harbiy maqsadlarda foydalanmaslik uchun maxsus algoritm yordamida aniqlik pasaytirildi.
Keyin ba'zi kompaniyalar L1 chastotasida aniqlikni pasaytirish algoritmini shifrlagani va xatoning ushbu komponentini muvaffaqiyatli qoplagani haqida ma'lumot paydo bo'ldi. 2000 yilda AQSh prezidentining buyrug'i bilan bu aniqlikning keskin o'sishi bekor qilindi.
Orbital yulduz turkumi asosiydan kuzatiladi nazorat stantsiyasi, Shriever havo kuchlari bazasida, Kolorado, AQSh va 10 ta kuzatuv stantsiyalari yordamida joylashgan bo'lib, ulardan uchtasi 2000-4000 MGts chastotali radio signallari shaklida sun'iy yo'ldoshlarga tuzatish ma'lumotlarini yuborishga qodir. Sun'iy yo'ldoshlarning so'nggi avlodi olingan ma'lumotlarni boshqa sun'iy yo'ldoshlar orasida taqsimlaydi.
GPS loyihasi dastlab harbiy maqsadlarga qaratilgan bo'lsa-da, bugungi kunda GPS fuqarolik maqsadlarida tobora ko'proq foydalanilmoqda. GPS qabul qiluvchilar ko'plab elektronika do'konlarida sotiladi va mobil telefonlar, smartfonlar, PDA va bortlarga o'rnatilgan. Iste'molchilarga turli xil qurilmalar taklif etiladi va dasturiy mahsulotlar, joylashuvingizni ko'rish imkonini beradi elektron xarita; yo'l belgilari, ruxsat etilgan burilishlar va hatto tirbandliklarni hisobga olgan holda marshrutlarni rejalashtirish imkoniyatiga ega bo'lish; xaritada ma'lum uylar va ko'chalar, attraksionlar, kafelar, shifoxonalar, yoqilg'i quyish shoxobchalari va boshqa infratuzilmalarni qidiring.
Gorizontal tekislikdagi zamonaviy GPS qabul qiluvchilarning odatiy aniqligi yaxshi sun'iy yo'ldosh ko'rinishi bilan taxminan 10-12 metrni tashkil qiladi (GLONASS bilan bir xil). Qo'shma Shtatlar va Kanadada differentsial rejim uchun tuzatishlarni uzatuvchi WAAS stantsiyalari mavjud bo'lib, bu ushbu mamlakatlar hududida xatolikni 1-2 metrgacha kamaytirish imkonini beradi. murakkabroq differentsial rejimlardan foydalanganda koordinatalarni aniqlashning aniqligini 10 sm gacha oshirish mumkin.Afsuski, har qanday SNAning aniqligi kosmosning ochiqligiga, ufqdan yuqorida ishlatiladigan sun'iy yo'ldoshlarning balandligiga kuchli bog'liq.
GLONASS tizimi turli ob'ektlarning joylashishini kuzatish imkonini beruvchi eng yirik navigatsiya tizimidir. 1982 yilda boshlangan loyiha hali ham faol rivojlanmoqda va takomillashtirilmoqda. Bundan tashqari, GLONASSni texnik qo'llab-quvvatlash bo'yicha ham, tobora ko'proq odamlarga tizimdan foydalanish imkonini beruvchi infratuzilma bo'yicha ham ishlar olib borilmoqda. Shunday qilib, agar majmua mavjudligining birinchi yillarida sun'iy yo'ldoshlar orqali navigatsiya asosan harbiy muammolarni hal qilishda ishlatilgan bo'lsa, bugungi kunda GLONASS millionlab fuqarolik foydalanuvchilari hayotida majburiy bo'lib qolgan texnologik joylashishni aniqlash vositasidir.
Global sun'iy yo'ldosh joylashuvini aniqlashning texnologik murakkabligi tufayli bugungi kunda faqat ikkita tizim bu nomga to'liq mos kelishi mumkin - GLONASS va GPS. Birinchisi rus tili, ikkinchisi esa amerikalik ishlab chiquvchilarning mevasi. Texnik nuqtai nazardan, GLONASS - bu orbitada ham, erda ham joylashgan ixtisoslashtirilgan apparatlar majmuasi.
Sun'iy yo'ldoshlar bilan aloqa qilish uchun signallarni o'qish va ular asosida joylashuv ma'lumotlarini yaratish uchun maxsus sensorlar va qabul qiluvchilar ishlatiladi. Vaqt parametrlarini hisoblash uchun maxsus parametrlar qo'llaniladi.Ular radioto'lqinlarni uzatish va qayta ishlashni hisobga olgan holda ob'ektning holatini aniqlash uchun ishlatiladi. Xatolarni kamaytirish joylashishni aniqlash parametrlarini yanada ishonchli hisoblash imkonini beradi.
Global sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimlarining vazifalari qatoriga yerdagi ob'ektlarning aniq joylashishini aniqlash kiradi. Geografik joylashuvdan tashqari, global navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimlari vaqt, marshrut, tezlik va boshqa parametrlarni hisobga olish imkonini beradi. Bu vazifalar yer yuzasidan turli nuqtalarda joylashgan sun'iy yo'ldoshlar orqali amalga oshiriladi.
Global navigatsiyadan foydalanish faqat transport sanoati bilan cheklanmaydi. Sun'iy yo'ldoshlar qidiruv-qutqaruv operatsiyalarida, geodeziya va qurilish ishlarida, boshqa kosmik stantsiyalar va transport vositalarini muvofiqlashtirish va texnik xizmat ko'rsatishda yordam beradi. Harbiy sanoat ham Mudofaa vazirligining ruxsat etilgan uskunalari uchun maxsus ishlab chiqilgan xavfsiz signalni ta'minlaydigan shunga o'xshash maqsadlar uchun tizimni qo'llab-quvvatlamasdan qolmaydi.
Tizim faqat 2010 yilda to'liq ishlay boshladi, garchi kompleksni joriy etishga urinishlar bo'lsa ham faol ish 1995 yildan beri olib borilmoqda. Muammolar asosan ishlatilgan sun'iy yo'ldoshlarning past chidamliligi bilan bog'liq edi.
Ayni paytda GLONASS orbitaning turli nuqtalarida ishlaydigan 24 ta sun'iy yo'ldoshdan iborat. Umuman olganda, navigatsiya infratuzilmasi uchta komponentdan iborat bo'lishi mumkin: boshqaruv kompleksi (orbitada guruhlashni boshqarishni ta'minlaydi), shuningdek navigatsiya. texnik vositalar foydalanuvchilar.
Har biri o'zining doimiy balandligiga ega bo'lgan 24 ta sun'iy yo'ldosh bir necha toifalarga bo'lingan. Har bir yarim shar uchun 12 ta sun'iy yo'ldosh mavjud. Sun'iy yo'ldosh orbitalari orqali er yuzasida to'r hosil bo'ladi, uning signallari orqali aniq koordinatalari aniqlanadi. Bundan tashqari, GLONASS sun'iy yo'ldoshi bir nechta zaxira qurilmalariga ega. Ularning har biri o'z orbitasida va bo'sh emas. Ularning vazifalariga ma'lum bir hududda qamrovni kengaytirish va ishlamay qolgan sun'iy yo'ldoshlarni almashtirish kiradi.
GLONASSning Amerika analogi GPS tizimi bo'lib, u ham o'z ishini 1980-yillarda boshlagan, ammo faqat 2000 yildan boshlab koordinatalarni aniqlashning aniqligi uning iste'molchilar orasida keng tarqalishiga imkon berdi. Bugungi kunda GPS sun'iy yo'ldoshlari 2-3 m gacha aniqlikni kafolatlaydi Navigatsiya imkoniyatlarini rivojlantirishda kechikish uzoq vaqt sun'iy joylashuv cheklovlari bilan bog'liq edi. Shunga qaramay, ularning olib tashlanishi koordinatalarni maksimal aniqlik bilan aniqlash imkonini berdi. Miniatyura qabul qiluvchilar bilan sinxronlashtirilganda ham, GLONASSga mos keladigan natijaga erishiladi.
Navigatsiya tizimlari o'rtasida bir nechta farqlar mavjud. Xususan, sun'iy yo'ldoshlarning orbitalarda joylashishi va harakati tabiatida farq bor. GLONASS majmuasida ular uchta tekislik bo'ylab harakatlanadi (har biri uchun sakkizta sun'iy yo'ldosh) va GPS tizimi oltita samolyotda (har bir samolyotda taxminan to'rtta) ishlashni ta'minlaydi. Shunday qilib, rus tizimi er maydonini yanada kengroq qamrab olishni ta'minlaydi, bu esa yuqori aniqlikda aks etadi. Biroq, amalda mahalliy sun'iy yo'ldoshlarning qisqa muddatli "hayoti" GLONASS tizimining to'liq imkoniyatlaridan foydalanishga imkon bermaydi. GPS, o'z navbatida, sun'iy yo'ldoshlarning ortiqcha soni tufayli yuqori aniqlikni saqlaydi. Shunga qaramay, Rossiya kompleksi muntazam ravishda maqsadli foydalanish uchun ham, zaxira qo'llab-quvvatlash uchun ham yangi sun'iy yo'ldoshlarni taqdim etadi.
Signalni kodlashning turli usullari ham qo'llaniladi - amerikaliklar CDMA kodidan, GLONASS esa FDMA-dan foydalanadi. Qabul qiluvchilar joylashishni aniqlash ma'lumotlarini hisoblaganda, Rossiya sun'iy yo'ldosh tizimi yanada murakkab modelni taqdim etadi. Natijada, GLONASS-dan foydalanish yuqori energiya sarfini talab qiladi, bu qurilmalarning o'lchamlarida aks etadi.
Tizimning asosiy vazifalari orasida GLONASS bilan o'zaro aloqada bo'lishga qodir ob'ektning koordinatalarini aniqlash kiradi. Bu ma'noda GPS shunga o'xshash vazifalarni bajaradi. Xususan, yer, dengiz va havo ob'ektlarining harakat parametrlari hisoblanadi. Bir necha soniya ichida tegishli navigator bilan jihozlangan avtomobil o'z harakatining xususiyatlarini hisoblashi mumkin.
Shu bilan birga, global navigatsiyadan foydalanish transportning ayrim toifalari uchun allaqachon majburiy bo'lib qolgan. Agar 2000-yillarda maʼlum strategik obʼyektlarni boshqarish bilan bogʻliq boʻlgan sunʼiy yoʻldosh joylashuvini aniqlashning tarqalishi bugungi kunda qabul qiluvchilar kemalar va samolyotlar, jamoat transporti va boshqalar bilan jihozlangan boʻlsa, yaqin kelajakda barcha shaxsiy avtomashinalarni taqdim etish talab qilinishi mumkin. GLONASS navigatorlari bilan.
Tizim iqlim, hududiy va vaqt sharoitidan qat'i nazar, istisnosiz barcha toifadagi iste'molchilarga uzluksiz global xizmat ko'rsatishga qodir. GPS tizimi xizmatlari singari, GLONASS navigatori ham dunyoning istalgan nuqtasida bepul taqdim etiladi.
Sun'iy yo'ldosh signallarini qabul qila oladigan qurilmalar nafaqat bortdagi navigatsiya vositalari va GPS qabul qiluvchilarni, balki uyali telefonlarni ham o'z ichiga oladi. Harakatning joylashuvi, yo'nalishi va tezligi haqidagi ma'lumotlar GSM operator tarmoqlari orqali maxsus serverga yuboriladi. Maxsus GLONASS dasturi va xaritalarni qayta ishlovchi turli ilovalar sun'iy yo'ldosh navigatsiyasi imkoniyatlaridan foydalanishda yordam beradi.
Sun'iy yo'ldosh navigatsiyasining hududiy kengayishi iste'molchi nuqtai nazaridan ikkita tizimning birlashishiga olib keldi. Amalda, GLONASS qurilmalari ko'pincha GPS bilan to'ldiriladi va aksincha, bu joylashishni aniqlash va vaqt parametrlarining aniqligini oshiradi. Texnik jihatdan, bu bitta navigatorga birlashtirilgan ikkita sensor orqali amalga oshiriladi. Ushbu g'oyaga asoslanib, GLONASS, GPS tizimlari va tegishli uskunalar bilan bir vaqtda ishlaydigan estrodiol qabul qiluvchilar ishlab chiqariladi.
Aniqlashning aniqligini oshirishdan tashqari, bunday simbioz tizimlardan birining sun'iy yo'ldoshlari aniqlanmaganda joylashuvni kuzatish imkonini beradi. Navigatorning ishlashi uchun "ko'rinishi" zarur bo'lgan orbital ob'ektlarning minimal soni uch birlikni tashkil qiladi. Shunday qilib, agar, masalan, GLONASS dasturi mavjud bo'lmasa, GPS sun'iy yo'ldoshlari yordamga keladi.
Yevropa Ittifoqi, shuningdek, Hindiston va Xitoy GLONASS va GPSga o‘xshash loyihalarni ishlab chiqmoqda. 30 ta sun'iy yo'ldoshdan iborat Galileo tizimini joriy qilishni rejalashtirmoqda, bu esa tengsiz aniqlikka erishadi. Hindistonda yettita sun’iy yo‘ldosh orqali ishlaydigan IRNSS tizimini ishga tushirish rejalashtirilgan. Navigatsiya majmuasi maishiy foydalanishga qaratilgan. Xitoylik ishlab chiquvchilarning Compass tizimi ikkita segmentdan iborat bo'lishi kerak. Birinchisi 5 ta, ikkinchisi esa 30 ta sun'iy yo'ldoshni o'z ichiga oladi. Shunga ko'ra, loyiha mualliflari ikkita xizmat ko'rsatish formatini ko'zda tutadi.
Ko'pgina avtomobil egalari o'z avtomobillarida navigatorlardan foydalanadilar. Biroq, ularning ba'zilari ikki xil sun'iy yo'ldosh tizimlari - Rossiya GLONASS va Amerika GPS mavjudligi haqida bilishmaydi. Ushbu maqoladan siz ularning farqlari nimada ekanligini va qaysi birini afzal ko'rish kerakligini bilib olasiz.
Navigatsiya tizimi asosan ob'ektning joylashishini (bu holda avtomobil) va uning tezligini aniqlash uchun ishlatiladi. Ba'zan ba'zi boshqa parametrlarni aniqlash talab qilinadi, masalan, dengiz sathidan balandlik.
U ushbu parametrlarni navigatorning o'zi va Yer orbitasida joylashgan bir nechta sun'iy yo'ldoshlarning har biri orasidagi masofani o'rnatish orqali hisoblab chiqadi. Odatda, tizimning samarali ishlashi uchun to'rtta sun'iy yo'ldosh bilan sinxronizatsiya talab qilinadi. Ushbu masofalarni o'zgartirib, u ob'ektning koordinatalarini va harakatning boshqa xususiyatlarini aniqlaydi. GLONASS sun'iy yo'ldoshlari Yerning aylanishi bilan sinxronlashtirilmaydi, bu ularning uzoq vaqt davomida barqarorligini ta'minlaydi.
Navigatsiya tizimlari birinchi navbatda harbiy maqsadlarda foydalanish uchun mo'ljallangan edi va shundan keyingina oddiy fuqarolar foydalanishi mumkin bo'ldi. Shubhasiz, harbiylar o'z davlatlarining ishlanmalaridan foydalanishlari kerak, chunki nizoli vaziyat yuzaga kelganda xorijiy navigatsiya tizimi ushbu mamlakat hukumati tomonidan o'chirilishi mumkin. Bundan tashqari, Rossiyada harbiy va davlat xizmatchilari kundalik hayotda GLONASS tizimidan foydalanishga da'vat etiladi.
Kundalik hayotda oddiy avtoulovchi navigatsiya tizimini tanlash haqida umuman tashvishlanmasligi kerak. GLONASS ham, kundalik foydalanish uchun yetarli navigatsiya sifatini ta'minlaydi. Rossiyaning shimoliy hududlarida va shimoliy kengliklarda joylashgan boshqa mamlakatlarda GLONASS sun'iy yo'ldoshlari ularning sayohat traektoriyalari Yerdan balandroq bo'lganligi sababli samaraliroq ishlaydi. Ya'ni, Arktikada, Skandinaviya mamlakatlarida GLONASS samaraliroq va shvedlar buni 2011 yilda tan olishgan. Boshqa hududlarda GPS joylashuvni aniqlashda GLONASSga qaraganda bir oz aniqroqdir. Rossiyaning differentsial tuzatish va monitoring tizimiga ko'ra, GPS xatolari 2 metrdan 8 metrgacha, GLONASS xatolari 4 metrdan 8 metrgacha bo'lgan. Ammo GPS uchun siz 6 dan 11 tagacha sun'iy yo'ldoshni qo'lga olishingiz kerak bo'lgan joyni aniqlash uchun GLONASS 6-7 sun'iy yo'ldosh uchun etarli.
Shuni ham hisobga olish kerakki, GPS tizimi bundan 8 yil oldin paydo bo'lgan va 90-yillarda sezilarli yetakchilik qilgan. Va so'nggi o'n yil ichida GLONASS bu bo'shliqni deyarli to'liq qisqartirdi va 2020 yilga borib ishlab chiquvchilar GLONASS hech qanday tarzda GPSdan kam bo'lmasligiga va'da berishadi.
Ko'pgina zamonaviylar Rossiya sun'iy yo'ldosh tizimini ham, Amerikani ham qo'llab-quvvatlaydigan birlashtirilgan tizim bilan jihozlangan. Aynan shu qurilmalar avtomobilning koordinatalarini aniqlashda eng aniq va eng kam xatolikka ega. Qabul qilingan signallarning barqarorligi ham oshadi, chunki bunday qurilma ko'proq sun'iy yo'ldoshlarni "ko'rishi" mumkin. Boshqa tomondan, bunday navigatorlar uchun narxlar bitta tizimli hamkasblariga qaraganda ancha yuqori. Bu tushunarli - ularning ichiga har bir sun'iy yo'ldosh turidan signallarni qabul qila oladigan ikkita chip o'rnatilgan.
Shunday qilib, eng aniq va ishonchli navigatorlar ikki tizimli qurilmalardir. Biroq, ularning afzalliklari bitta muhim kamchilik bilan bog'liq - xarajat. Shuning uchun, tanlashda siz o'ylashingiz kerak - kundalik foydalanishda bunday yuqori aniqlik kerakmi? Bundan tashqari, oddiy avtomobil ixlosmandlari uchun qaysi navigatsiya tizimidan foydalanish juda muhim emas - rus yoki amerika. GPS ham, GLONASS ham sizni yo'qotishingizga yo'l qo'ymaydi va sizni kerakli manzilga olib boradi.
