Već je nemoguće zamisliti suvremeni svijet bez razvijene sfere telekomunikacija. Kao što ne možete natjerati ljude da koriste petrolejke kada je oko njih električna rasvjeta, ne možete ih natjerati da prestanu koristiti internet, satelitsku TV i navigatore. U ovom ćemo članku razmotriti neka pitanja povezana sa satelitskim globalnim sustavima pozicioniranja koji se koriste za navigatore, uključujući automobilski GPS i GLONASS. Kao rezultat toga, nakon što ste malo naučili o svakom od ovih sustava, možete odabrati najbolju alternativu za sebe kada kupujete auto navigator.
O satelitskim sustavima pozicioniranja GPS i GLONASS
Iako je doba velikih geografskih otkrića odavno prošlo, ipak je problem točnog određivanja zemljopisnih koordinata nekog objekta, bilo da se kreće ili miruje, bio složen matematički problem s mnogo nepoznanica. Razvoj svemirske industrije, raširena upotreba umjetnih satelita Zemlje, prvo za prijenos jednostavnih tekstualnih informacija, a zatim sve složenijih i velikih informacijskih nizova, potaknuli su znanstvenike da razviju sustave za određivanje zemaljskih koordinata objekata pomoću umjetnih zemaljskih satelita. . Naravno, rješenje ovog problema nije bilo trivijalno. Ali ovdje je u pomoć priskočila računalna tehnologija koja je uvelike ubrzala procese izračunavanja i uzimanja u obzir mnogih parametara pri određivanju geografskih koordinata objekata. Prvi kupci takvih sustava bila je vojska – kuda bez njih. Morali su točno znati lokaciju, isprva samo nuklearna postrojenja, kako neprijateljske tako i vlastite, raketne letjelice, nuklearne podmornice, a sada je došlo do utvrđivanja položaja svakog vojnika na bojištu.
No, takvo stanje nije moglo dugo trajati i već u novom tisućljeću vojska je bila prisiljena otvoriti sustave za civilnu upotrebu. Navigatori za kućanstvo razvijeni su vrlo brzo, uključujući i auto-navigatore, koji s dovoljnom točnošću pokazuju vaš položaj na određenom mjestu globusa. No, odmah se mora reći da se točnost, određivanje koordinata sustava pozicioniranja koji se koriste u civilnom i vojnom sektoru razlikuju, i to prilično snažno.
Globalni sustavi pozicioniranja našli su primjenu u logistici, što je dovelo do njegovog novog smjera - telematike. Drugo područje su globalni sustavi upozorenja. Osim toga, sustavi pozicioniranja iznimno su važni u geodetskim, kartografskim, zemljopisnim i drugim industrijama. Pa, a svakodnevna upotreba su navigatori koji se mogu koristiti ne samo u automobilu, već i jednostavno hodati nepoznatim gradom itd.
Trenutno je razvijeno nekoliko globalnih sustava pozicioniranja. Ali mogu se razlikovati tri od njih - ovo je američki GPS, ruski GLONASS, europski Galileo. Osim toga, Kina i Indija također razvijaju svoje sustave pozicioniranja kako ne bi ovisile o Amerikancima, koji mogu smanjiti točnost objekta, pa čak i isključiti emitiranje signala u određenim područjima. Već je bilo presedana.
O GPS-u za navigatore
GPS je skraćenica od Global Positioning System, ili na ruskom - Global Positioning System. Kao i svaki sustav za pozicioniranje, GPS se sastoji od svemirskog segmenta, koji trenutno sadrži više od trideset satelita, sustava zemaljskih zapovjednih kompleksa koji kontroliraju svemirski segment i, zapravo, prijemnika koji se nalaze kod potrošača.
Nećemo ulaziti u tehničke detalje funkcioniranja sustava, već ćemo govoriti samo o općim konceptima. Sateliti se rotiraju u šest ravnina, na udaljenosti od Zemljine površine, otprilike 20 000 km. Sateliti emitiraju dvije vrste signala: s C / A-kodom, ovo je javni signal, i P-kodom, kodom sa zaštitom. P-kod je oko 10 puta točniji od javnog signala. Američka vojska može pristupiti signalu P-koda. Ovaj kod ima visok stupanj enkripcije, tako da nitko neće uzalud otkriti šifru.
Kako GPS radi
Sateliti u sustavu neprestano odašilju signal zemljinoj površini. Navigator, kako bi odredio točku svoje lokacije, treba izračunati tri koordinate i uzeti u obzir razliku u vremenskim skalama i satelita i navigatora. Obično se za kompenzaciju grešaka koriste signali s četiri satelita, iako se mogu koristiti signali s više satelita. Nakon što je uhvatio signal sa satelita, navigator iz njega izdvaja sekvencu C \ A, uspoređuje je s njegovim parametrima i gradi trodimenzionalnu sliku satelita. To zahtijeva stalnu sinkronizaciju signala sa satelita. Točnost mjerenja također ovisi o položaju satelita s kojih se signal prima. Ako su npr. svi u sjevernom i zapadnom segmentu, onda se ne može izgraditi ispravna triangulacija (mreža geodetskih kontrolnih točaka).
O GLONASS sustavu za navigatore
Nažalost, vremena perestrojke i prijelaza na novu gospodarsku formaciju odgodila su razvoj takvog sustava u našoj zemlji. Općenito, sada zaostajemo u razvoju sustava. Manje je satelita u svemirskom segmentu, a softver i mikroprocesori koji rade izračune također nisu najnapredniji. Osim toga, propušten je trenutak kada je tržište tražilo navigatore, a naša industrija ih nije mogla pružiti potrošačima. Stoga se koristi izraz "džipi-navigator", a ne glonas-navigator.
Glonass sateliti emitiraju dvije frekvencije. Jedna se zove frekvencija standardne preciznosti, druga je frekvencija visoke preciznosti. Kao što možete zamisliti, druga frekvencija služi za potrebe vojske i specijalnih službi. Princip sustava je isti, da se ne ponavljamo.
GLONASS pruža sljedeće parametre: - Točnost u horizontalnim koordinatama 50-70 metara - Točnost u vertikalnim koordinatama 70 metara - Određivanje vektora kretanja do 15 cm/s Naravno, ovo su maksimalni pokazatelji pogreške. Pod povoljnim uvjetima mogu biti 2-3 puta bolji. Pokazatelji nisu lošiji od američkih. Na primjer, u GPS-u točnost koordinata može doseći 100 m. Sateliti se nalaze u tri ravnine, pod kutom od 120 stupnjeva. Amerikanci imaju 6 aviona, pomaknutih za 60 stupnjeva. GLONASS je učinkovitiji u visokim geografskim širinama, gdje se nalazi veći dio naše zemlje, GPS je učinkovitiji u srednjim geografskim širinama. Svatko je za sebe stvorio sustav.
Koji je navigator bolji od GPS-a ili GLONASS-a?
Glavna stvar koja ometa razvoj i širenje GLONASS navigatora je slaba kartografska podrška. Bez jasnih, dobro osmišljenih karata, navigator je beskorisna igračka. Nažalost, kartografska potpora oduvijek je bila prerogativ vojske i često je bila obavijena velom tajne. Sada to plaćamo. Naravno, postoje neke iznimke, ali najveći dio teritorija zemlje trebao bi biti dostupan na kartama za civilne navigatore. To je daleko najveći problem za GLONASS navigatore, što otežava njihovu implementaciju za civile i čini ih manje atraktivnim za opću uporabu. Ostaje s nadom u "pogled u budućnost", te se nada da ni civilno stanovništvo naše zemlje neće ovisiti o dobro uigranom radu, ali ipak američkim satelitima.
Članak o GLONASS i GPS sustavima: karakteristike satelitskih sustava, njihove značajke i komparativna analiza. Na kraju članka - video o principima GPS-a i GLONASS-a.
Sada su sfere utjecaja podijeljene između ruskog GLONASS-a, američkog GPS-a (Global Positioning System) i kineskog BeiDoua, koji postupno uzima maha. Odabir sustava za vlastiti automobil može biti određen domoljubnim motivima ili se može temeljiti na kompetentnom vaganju prednosti i nedostataka ovih razvoja.
Osnove satelitskih komunikacija
Svrha svakog satelitskog sustava je odrediti točnu lokaciju bilo kojeg objekta. U kontekstu automobila, ovaj zadatak obavlja poseban uređaj koji pomaže uspostaviti koordinate na tlu, poznat kao navigator. Sateliti koji komuniciraju s određenim navigacijskim sustavom šalju mu osobne signale koji se međusobno razlikuju. Za jasno određivanje prostornih koordinata, navigatoru su potrebne informacije s 4 satelita. Dakle, ovo nije jednostavan gadget za automobil, već jedan od elemenata složenog mehanizma za pozicioniranje prostora.
Kako se vozilo kreće, koordinate se kontinuirano mijenjaju. Stoga je navigacijski sustav dizajniran na način da ažurira primljene podatke i preračunava udaljenost u pravilnim intervalima.
Prednost modernih sustava je u tome što imaju mogućnost memorisanja rasporeda satelita čak i kada su isključeni. Time se značajno povećava učinkovitost uređaja, kada nema potrebe svaki put ponovno pretraživati orbitu satelita. Za vozače koji redovito koriste navigator, programeri su osigurali funkciju "hot start" - najbržu moguću vezu između uređaja i satelita. Uz rijetku upotrebu navigatora, početak će biti "hladni", odnosno u ovom slučaju će veza sa satelitom biti duža, od 10 do 20 minuta. Građevinski sustavi
Iako je prvi satelit Zemlje bio sovjetski razvoj, to je upravo bio slučaj američki GPS... Znanstvenici su skrenuli pozornost na promjene satelitskih signala, ovisno o njihovom kretanju u orbiti. Zatim su razmišljali o metodi izračunavanja ne samo koordinata samog satelita, već i zemaljskih objekata koji su mu pričvršćeni. Godine 1964. lansiran je isključivo vojni navigacijski sustav pod nazivom TRANZIT, koji je postao prvi svjetski razvoj ove razine. Pridonijela je lansiranju projektila s podmornica, ali je točnost lokacije objekta izračunata samo na udaljenosti od 50 metara. Štoviše, ovaj objekt je morao ostati apsolutno nepomičan.
Postalo je jasno da se prvi i u to vrijeme jedini navigator na svijetu nije mogao nositi sa zadatkom stalnog određivanja koordinata. To je bilo zbog činjenice da je, prolazeći u niskoj orbiti, satelit mogao slati signale Zemlji samo sat vremena.
Sljedeća, modernizirana verzija pojavila se 3 godine kasnije, zajedno s novim satelitom Timation-1 i njegovim bratom Timation-2. Zajedno su se popeli u višu orbitu i spojili u jedinstveni sustav nazvan Navstar. Započeo je na isti način kao i vojni razvoj, ali je tada odlučeno da se učini javno dostupnim za potrebe civilnog stanovništva.
Ovaj sustav još uvijek funkcionira, s 32 satelita u svom arsenalu, osiguravajući punu pokrivenost Zemlje. Još 8 uređaja je u rezervi za neki nepredviđeni događaj. Krećući se na značajnoj udaljenosti od planeta u nekoliko orbita, sateliti završe svoju revoluciju za gotovo jedan dan.
Iznad domaći GLONASS sustav počela djelovati još u danima Unije - moćna sila s izvanrednim znanstvenim umovima. Lansiranje umjetnog satelita u orbitu pokrenulo je projektiranje sustava za pozicioniranje.
Prvi sovjetski satelit, rođen 1967., trebao je biti jedini dovoljan za izračun koordinata. Ali ubrzo se u svemiru pojavio cijeli sustav opremljen radio odašiljačem, poznat stanovništvu kao Cicada, a vojska ga je nazvala Ciklon. Njezin zadatak bio je identificirati objekte u nevolji, što je činila sve do pojave GLONASS-a 1982. godine. Sovjetski Savez je bio uništen, zemlja je bila u teškoj situaciji i nije mogla pronaći rezerve kako bi podsjetila na sustav visoke tehnologije. Cijeli sustav uključivao je 24 satelita, ali zbog financijskih poteškoća gotovo polovica njih nije funkcionirala. Stoga se u to vrijeme, 90-ih, GLONASS nije mogao ni približiti GPS-u.
Danas ruski programeri namjeravaju sustići i prestići svoje američke kolege, što već potvrđuje bržu orbitu naših satelita oko Zemlje. Iako je povijesno ruski satelitski sustav znatno zaostajao za američkim, taj se jaz iz godine u godinu smanjuje.
Prednosti i nedostatci
Na kojoj su razini sada oba sustava? Koje bi od njih trebao preferirati prosječan čovjek na ulici za svoje svakodnevne zadatke? Uglavnom, mnoge građane nije briga kakvu vrstu satelitske navigacije koristi njihova tehnologija. Oba su dostupna bez ograničenja i bez naplate cjelokupnom civilnom stanovništvu, uključujući i korištenje u automobilu. Ako pogledate s tehničke točke gledišta, švedska satelitska tvrtka službeno je objavila prednosti GLONASS-a, koji puno bolje radi u sjevernim geografskim širinama.
GPS sateliti se praktički ne pojavljuju sjeverno od 55. paralele, odnosno na južnoj hemisferi, na jugu. Dok s kutom nagiba od 65 stupnjeva i nadmorskom visinom od 19,4 tisuće km, GLONASS sateliti isporučuju izvrsne, stabilne signale u Moskvu, Norvešku i Švedsku, što je toliko cijenjeno od strane stranih stručnjaka.
Iako oba sustava imaju velik broj satelita u svim orbitalnim ravninama, drugi stručnjaci ipak daju dlan GPS-u. Čak i uz aktivan program poboljšanja ruskog sustava, Amerikanci trenutno imaju 27 satelita naspram 24 ruska, što daje veću jasnoću njihovim signalima.
Pouzdanost GLONASS signala je 2,8 m u odnosu na 1,8 m za GPS. Međutim, ta je brojka prilično prosječna, jer se sateliti mogu poredati u orbiti na način da će se stopa pogreške nekoliko puta povećati. Štoviše, ovu situaciju mogu shvatiti oba satelitska sustava.
Iz tog razloga proizvođači pokušavaju opremiti svoje uređaje navigacijom s dva sustava, primajući signale i od GPS-a i od GLONASS-a.
Važnu ulogu igra kvaliteta zemaljske opreme koja prima i dešifrira primljene podatke.
Ako govorimo o identificiranim nedostacima obaju navigacijskih sustava, oni se mogu podijeliti na sljedeći način: GLONASS:
- promjena nebeskih koordinata (efemerida) dovodi do netočnosti u određivanju koordinata, dosežući 30 metara;
- prilično česti, iako kratkotrajni, prekidi signala;
- opipljiv učinak obilježja terena na jasnoću dobivenih podataka.
GPS: - primanje pogrešnog signala zbog višestaznih smetnji i atmosferske nestabilnosti;
- značajna razlika između civilne verzije sustava, koja ima previše ograničene sposobnosti u odnosu na vojni razvoj.
Dvosistemski
Ukupno se u orbiti neprestano vrti više od pet desetaka satelita obiju svjetskih sila. Kao što je već spomenuto, za dobivanje pouzdanih koordinata dovoljan je dovoljno dobar "pogled" na 4 satelita. Na ravnom prostoru, u stepi ili u polju, svaki će prijemnik moći istovremeno snimiti do desetak signala, dok u šumskom ili planinskom području veza brzo nestaje. Stoga je cilj programera da svaki prijemni uređaj može komunicirati sa što više satelita. Ovo se opet vraća na ideju kombiniranja GLONASS-a i GPS-a, što se već prakticira u Americi za spasilačke službe. Bez obzira na to kako se razvijaju odnosi država, ljudski život je iznad svega, a dvosistemski čip brže će i točnije odrediti lokaciju osobe u nevolji.
Takva sinteza također će spasiti vozače od nemogućnosti navigacije na nepoznatom terenu zbog činjenice da je navigator prespor za uspostavljanje veze i predugo obrađuje informacije. Razlog tome je gubitak satelita zbog trivijalnih smetnji: visoka zgrada, nadvožnjak ili čak veliki kamion u susjedstvu. Ali ako je navigator automobila opremljen čipom s dvostrukim sustavom, vjerojatnost njegovog "zamrzavanja" bit će značajno smanjena.
Kada ova praksa postane raširena, navigator neće mariti za zemlju porijekla sustava, jer će moći istovremeno pratiti do 40 satelita, dajući fantastično točno pozicioniranje.
Video o principima GPS-a i GLONASS-a:
Sada mnogi od nas ne mogu zamisliti svoj život bez uređaja koji su rođeni uz pomoć najnovijih tehnologija. Upečatljiv primjer su sve vrste gadgeta dizajniranih za izračunavanje lokacije. To mogu biti uređaji protiv krađe, prijenosni navigatori ili čak cijeli sustavi za praćenje. Svi imaju niz značajki i međusobno se razlikuju po skupu funkcija.
No, najvažnija razlika na koju potencijalni kupac najčešće obraća pozornost je točnost određivanja koordinata lokacije.
Svi uređaji ove vrste mogu se podijeliti u tri skupine ovisno o tehnologiji koja se koristi u svom radu - GPS, GPRS i GLONASS. Svaka vrsta uređaja ima niz prednosti i nedostataka.
Već duže vrijeme postoje sporovi između ljubitelja satelitskih sustava. Neki vjeruju da je ruski GLONASS sustav vrhunac savršenstva, dok su drugi uvjereni da u ovom trenutku ne postoji tehnologija koja može konkurirati GPS-u. Je li tako?
Da biste dali točan odgovor na ovo pitanje, morate ići malo dublje u povijest. Tehnologija satelitskog pozicioniranja temelji se na Dopplerovom efektu, koji je poznat svakome iz srednjoškolskog kolegija fizike. Zaključak je da frekvencija satelitskog signala ovisi o udaljenosti na kojoj se nalazi od Zemlje.
Ne zaboravite da je GLONASS sustav mnogo mlađi od GPS-a. Povijesni datumi to potvrđuju. Kada je lansiran prvi navigacijski sustav, između GPS-a i GLONASS-a postojao je razmak od osam godina. Međutim, naši znanstvenici i inženjeri napravili su golem posao, pa su sada oba sustava izravna konkurencija. Trenutno je pogreška u određivanju koordinata lokacije Glonassa nešto veća od one GPS-a. No, predstavnici domaće tvrtke obećavaju da će do 2020. moći sustići i prestići GPS po mnogo čemu.
Koja je razlika između GPS-a i GLONASS-a
GPS uređaji vrlo su izbirljivi u pogledu prisutnosti aktivnih satelita. Za najtočnije određivanje koordinata, uređaj mora uhvatiti signale od šest do jedanaest. Ali za Glonass navigator dovoljno je imati šest ili sedam aktivnih satelita kako bi se odredilo mjesto s istom greškom.
Što je točnije GLONASS ili GPS? Ne zaboravite na one uređaje koji imaju oba sustava. Njihova izvedba je jedna od najboljih. Takvi "dupli" uređaji nešto su skuplji od konvencionalnih, pa ih je najbolje kupiti kako biste povećali učinkovitost.
Koja je razlika između GPS-a i GPRS-a? Postoji još jedna tehnologija koja omogućuje određivanje lokacije. Zove se GPRS. Ova je kratica dobro poznata svim korisnicima mobilnog interneta, jer se uz nju donedavno obavljao pristup svjetskoj mreži.
Glavna razlika između ova dva sustava je u tome što GPS prima signale sa satelita, dok GPRS koristi pristup internetu. Zato beaconi koji za detekciju koriste samo GPRS tehnologiju često proizvode podatke s velikom greškom. Također je vrijedno napomenuti da su takvi sustavi za praćenje nesavršeni, jer se često nalaze u područjima pokrivenosti.
Za povećanu sigurnost slijedi GPS. Njegov trošak nije jako različit, ali razina učinkovitosti je za red veličine viša. Tehnologija gprs vrlo se dobro ukorijenila u GPS GLONASS sustavima. Odnosno, uređaj prima podatke o lokaciji pomoću tri tehnologije odjednom, što značajno smanjuje pogrešku.
Materijali sa stranice. Prilikom kopiranja teksta potrebna je aktivna poveznica.
Vrhunski povezani članci
