Как работает эра глонасс: как работает система экстренного вызова в России

как работает система экстренного вызова в России

Введенная в эксплуатацию в 2015 году государственная система экстренного реагирования на дорогах набирает обороты: на данный момент в ЭРА-ГЛОНАСС зарегистрировано более 105 тысяч транспортных средств. Немалая часть из них – это автомобили LADA

Михаил Ожерельев

Кто ездил на LADA Vesta, наверняка заметил кнопку SOS над ветровым стеклом: это внешний признак наличия в машине устройства вызова экстренных служб. Что же представляет собой система подачи сигнала бедствия на дороге?

Интерфейсный модуль системы ЭРА-ГЛОНАСС в автомобилях LADA совмещен с блоком освещения салона. Для голосовой связи водителя с диспетчером контакт-центра имеются специальный динамик и микрофон

По поводу обязательного оснащения автомобилей бортовыми терминалами ЭРА-ГЛОНАСС в стране заговорили в еще 2013 году. Сигналом к началу разработки национальных стандартов и требований (без которых нельзя было проводить государственные испытания устройств вызова экстренных служб) послужили изменения в техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств». В 2015 году началась сертификация транспортных средств с системой ЭРА-ГЛОНАСС, а первыми одобрения типа транспортного средства по новым правилам получили автомобили LADA Vesta и LADA XRAY.

ШТАТНЫЙ ОПОВЕСТИТЕЛЬ

На АвтоВАЗе разработка системы ЭРА-ГЛОНАСС ведется с 2012 года. Сегодня любая LADA Vesta или LADA XRAY, даже в самой простой комплектации, имеет на борту устройство экстренного вызова оперативных служб с функцией автоматического срабатывания. Главным компонентом такой системы является бортовой терминал, который монтируется за приборной панелью в максимально защищенном от внешних воздействий месте. Терминал обеспечивает определение координат и направление движения транспортного средства (навигационный чипсет видит спутники ГЛОНАСС и GPS), передачу сообщения о транспортном средстве при ДТП в ситуационный центр по сетям сотовой связи. Наличие внешних антенн упрощает прохождение спутниковых сигналов и сигналов наземных сетей GSM.

Модель LADA XRAY одной из первых получила штатную систему экстренного оповещения ЭРА-ГЛОНАСС

Система также имеет в своем составе интерфейсный модуль, совмещенный с блоком освещения салона. Здесь помимо тревожной кнопки имеются встроенные динамик и высокочувствительный микрофон с функцией эхоподавления. Комплект голосовой связи используется для связи водителя с центром обработки вызовов.

Как работает ЭРА-ГЛОНАСС. Экстренный вызов посылается при серьезном ДТП, например, когда срабатывают подушки безопасности. Или можно вызвать помощь самостоятельно, одним нажатием кнопки связавшись с оператором колл-центра и сообщив о происшествии или плохом самочувствии. В том и другом случае оператор получит координаты автомобиля с точностью до 15 метров, время ДТП, идентификационный номер транспортного средства, его скорость, величину ударных перегрузок, количество пристегнутых пассажиров, цвет машины и даже тип топлива. Обязательный минимальный набор данных включает всего лишь 140 байт информации, поэтому модем может отправить их даже при плохом качестве связи. В условиях невозможности передать на сервер мониторинга собранную об объекте информацию (например, из-за отсутствия сигнала сети) терминал выполняет функцию «черного ящика» — сохраняет данные в энергонезависимой памяти и выдает ее сразу после появления такой возможности. Важное уточнение: встроенная сим-карта работает в формате «виртуального оператора», то есть может использовать любую доступную сеть, причем экстренные сигналы предаются в приоритетном порядке.

Приняв сигнал SOS, сотрудник контакт-центра ЭРА-ГЛОНАСС должен позвонить на бортовое устройство и выяснить, что произошло. Операторы отсеивают ложные вызовы и уточняют обстоятельства происшествия, после чего передают информацию в службу экстренного реагирования. В зависимости от обстоятельств, к месту происшествия отправляются спасатели, пожарные, инспекторы ГИБДД или скорая помощь. Притом последним, чтобы прибыть на место, дается 20 минут — таков норматив прибытия скорой помощи при ДТП.

Инфраструктура, созданная в рамках проекта ЭРА-ГЛОНАСС, станет основой для развития в России навигационно-информационных систем, сервисов и оборудования на базе технологий ГЛОНАСС в интересах всех категорий пользователе

От ДТП не застрахован ни один водитель, и чем быстрее к человеку придет помощь, тем больше шансов на спасение. В России это особенно актуально, ведь по статистике на наших дорогах в момент ДТП погибает только 3% пострадавших, а 56% жертв — это не дождавшиеся медпомощи. Важно, что устройство ЭРА-ГЛОНАСС позволят четко зафиксировать, когда и как среагировали экстренные службы, причем эти данные нельзя будет скорректировать.

Государственная автоматизированная информационная система ЭРА-ГЛОНАСС с января по ноябрь 2016 года приняла свыше 5,6 тыс. сигналов, информация о 250 вызовах, требовавших вмешательства оперативных служб, была передана для реагирования, из них 74 вызова являлись автоматическими — такую статистику озвучил министр транспорта РФ Максим Соколов на Транспортной неделе в Москве.

ДВИЖЕНИЕ К СОВЕРШЕНСТВУ

1 января 2017 г. вступили в силу новые требования к устройствам вызова экстренных служб. Теперь бортовой терминал должен не только распознавать столкновения, но и срабатывать при опрокидывании, точно так же отправляя сигнал в автоматическом режиме.

ПАО «АВТОВАЗ» заранее среагировало на законодательное новшество, внеся изменения в конструкцию терминала. По сути, речь идет о создании устройства на новой платформе с усовершенствованной компонентной базой. В устройстве новой модификации для определения факта переворота используется гироскоп — трехосевой датчик угловой скорости. Усовершенствованный терминал ЭРА-ГЛОНАСС будет устанавливаться на все автомобили, которые будут получать одобрение типа транспортного средства, начиная с 2017 года, в том числе на новейшем универсале LADA Vesta SW, концепт которого был представлен на ММАС-2016.

Рассказывает инженер-конструктор управления проектирования электрооборудования ПАО «АВТОВАЗ» Ярослав Ромшин: «Последняя модификация системы уже прошла полный цикл испытаний. Это были тесты системы в составе автомобиля и ее отдельных компонентов. Например, проверялись микрофон, динамик и необходимый уровень звука, чтобы пользователь слышал оператора. Кроме того, проведены тесты на электромагнитную совместимость, устойчивость к вибрациям и температурным циклам».

В начале 2017 года АвтоВАЗ начинает сертификационные испытания системы ЭРА-ГЛОНАСС для автомобиля LADА Largus. Таким образом, уже скоро каждый новый автомобиль марки Lada будет оснащен системой ЭРА-ГЛОНАСС, что станет еще одним конкурентным преимуществом продукции Волжского автогиганта.

Важно отметить, что ЭРА-ГЛОНАСС работает только на территории России. Ее аналог под названием ЭВАК в Казахстане и такая же система под названием ЭРА РБ в Белоруссии пока не готовы. Таких систем нет и в других странах Таможенного союза — Армении и Киргизии. Что же касается дальнего зарубежья, то аналогичный европейский комплекс eCall на основе спутниковой системы Galileo заработает только в 2018 году.

Интересно, что в рамках развития ЭРА-ГЛОНАСС планируется разработка и внедрение дополнительных сервисов и услуг в интересах государственных, коммерческих и частных пользователей. «Эру» будут применять для охранно-поисковых услуг, мониторинга движения транспорта, расчетов на платных дорогах, а в идеале — и для страховой телематики, когда страховщик предлагает автовладельцу индивидуальный тариф по принципу «плати, как ездишь».

Премьер-министр правительства РФ Владимир Путин прибыл с официальным рабочим визитом в Тольятти. Главная цель визита – посещение «АВТОВАЗа» и проведение на предприятии совещания, направленного на антикризисное решение проблем российской автомобильной промышленности.

Председатель правительства встретится с руководителями завода, пообщается с рабочими, ознакомится с продукцией автогиганта и перспективными разработками ОАО «АВТОВАЗ».

Хочу получать самые интересные статьи

Как работает ЭРА-ГЛОНАСС?

В Российской Федерации продолжается постепенное внедрение системы Эра Глонасс во всю транспортную сеть. Многие коммерческие организации уже не могут участвовать в крупных тендерах, не оснастив свои авто и технику данными модулями. Для понимания возможностей спутникового блока стоит разобрать основные функции и способы работы. Уже сегодня государственная сеть спутникового мониторинга транспорта спасает жизни и сокращает время прибытия оперативных служб на место аварий.

Схема работы спутникового модуля Эра Глонасс

Блок, установленный в автомобиле, постоянно связан со спутниками системы ГЛОНАСС. Обмен сигналами позволяет поддерживать актуальную информацию. В случае аварии блок срабатывает автоматически и посылает сигнал о бедствии в ближайший диспетчерский центр. Оттуда происходит быстрый вызов необходимых оперативных служб. 

Принцип работы простой:

• система активируется автоматически, возможен также вызов служб с помощью специальной кнопки;
• каждый блок имеет собственный уникальный номер, поэтому оператор знает, кто посылает сигналы;
• при отправке запроса на вызов экстренных служб фиксируются точные координаты, которые быстро передаются диспетчеру;
• время прибытия спасателей, полиции и других служб сокращается в среднем до 40%.

Обязательными функциями сертифицированных блоков является двухсторонняя громкая связь, фиксация данных о времени ДТП, а также тяжести произошедшей аварии. Такие функции помогут повысить справедливость наказания виновных в совершении аварий. А главной задачей остается спасение жизни попавшего в беду человека. Это лишь краткий обзор того, как работает Эра Глонасс.

Дополнительные возможности спутникового блока

Есть и необязательные функции у системы ГЛОНАСС, которые владельцы автомобилей могут использовать. Речь идет о всех преимуществах спутниковой связи и мощной национальной системы диспетчерских центров. 

К примеру, индивидуальный номер блока в вашем авто позволяет производить следующие полезные и нужные действия:

• настройка мощной и точной навигации с помощью простых и недорогих устройств в авто;
• поиск автомобиля после его угона или в иных ситуациях с указанием точного положения;
• коммерческий мониторинг транспорта, фиксация маршрута, расстояния и других факторов;
• охрана авто, сигнализация о передвижении, удаленное наблюдение за расположением транспорта.

Все это становится возможным, благодаря уже созданной и настроенной системе. Блок Эра Глонасс не такой дорогой, как некоторые GPS-метки и датчики, предлагаемые в автомобильных магазинах. Поэтому стоит рассмотреть возможность установки такого оборудования. Тем более, в скором времени такая комплектация станет обязательной для каждого авто в РФ.

Установка и настройка систем спутниковой связи в авто

Воспользуйтесь услугами компании «Сервис Форт-Телеком». Мы предлагаем установку блоков Эра Глонасс, настройку и обслуживание для частного и коммерческого транспорта. Все работы проходят в соответствии с государственными требованиями. Устанавливаем только официально разрешенное оборудование с нужными функциями и выдаем сертификаты. По вопросам монтажа и настройки спутниковых модулей на ваш транспорт позвоните нам.
 

Что такое и как работает навигационная система ЭРА-ГЛОНАСС

Что такое ЭРА-ГЛОНАСС?

Государственная система экстренного реагирования ЭРА-ГЛОНАСС была разработана для максимального сокращения срока, в течение которого экстренные службы реагируют на автомобильные аварии и прочие происшествия. Внедрение этой системы должно помочь врачам, спасателям и пожарным значительно быстрее получать информацию о только что произошедшем инциденте и в течение кратчайшего срока прибывать на место ДТП – такой подход предполагает значительное снижение уровня травматизма и смертности на дорогах.

Как работает ЭРА-ГЛОНАСС в автомобиле?

Для информирования специальных служб используется абонентский терминал – небольшое устройство ЭРА-ГЛОНАСС, устанавливаемое в автомобиле. Терминал состоит из тревожной кнопки (обычно располагается на потолке около зеркала заднего вида), навигационного модуля, переговорного устройства (микрофон и динамик), GSM-модема для передачи данных через мобильные сети, а также специальных датчиков, непосредственно фиксирующих аварию.

Датчики реагируют на задние и передние удары, боковые столкновения и перевороты. При обнаружении любой из подобных ситуаций терминал осуществляет вызов по мобильной сети – для экстренных звонков предусмотрен отдельный диапазон кодов от 941 до 949. Кроме того, водитель может сообщить о происшествии самостоятельно, нажав на тревожную кнопку – срабатывание датчиков не является обязательным условием для вызова.

Сигнал о бедствии наделен приоритетным статусом: он передается через любого сотового оператора, чей сигнал будет сильнее в конкретном месте, а в случае перегрузки сети множеством телефонных звонков предусмотрена возможность их прерывания для передачи экстренной информации.

Сигнал, передаваемый навигационным оборудованием ЭРА-ГЛОНАСС, содержит:

• Координаты местонахождения, определенные по спутникам ГЛОНАСС;
• Информацию о характере и количестве сработавших датчиков;
• Точное время срабатывания датчиков или нажатия кнопки SOS водителем;
• Идентификационный номер транспортного средства (VIN).

В том, как работает ЭРА-ГЛОНАСС, можно выделить следующие шаги: сначала сигнал поступает в колл-центр, где оператор отсеивает ложные вызовы и ошибочные срабатывания – для этого оператор пробует связаться с водителем автомобиля в голосовом режиме.

Если ответа нет, или водитель/пассажиры подтверждают необходимость оказания помощи, оператор передает всю имеющуюся информацию в единый центр координации экстренных служб. Там определяют, какие именно службы нужно отправить на место конкретного происшествия, и координируют совместную работу работы экипажей скорой помощи, спасателей и других служб для их большей эффективности.

Для автомобилиста эксплуатация системы ЭРА-ГЛОНАСС полностью бесплатна – работа всех экстренных служб, отправленных на место ДТП, финансируется государством.

ЭРА-ГЛОНАСС: схема работы системы при ДТП

Для кого система ЭРА-ГЛОНАСС является обязательной?

Основной документ, устанавливающий требования к присутствию системы ЭРА-ГЛОНАСС в автомобиле – техрегламент Таможенного союза ТР ТС 018/2011, который определяет критерии безопасности колесных транспортных средств. В документе изложены требования, согласно которым с 01.01.2017 модуль ЭРА-ГЛОНАСС должен обязательно присутствовать на выпускаемых в обращение в РФ транспортных средствах категорий М1 – М3, N1 – N3, L и O, которые:

• Произведены в РФ;
• Ввезены официальными импортерами;
• Ввезены небольшими компаниями или частными лицами.

Единственное исключение предусмотрено для ТС, пересекающих границу России для нахождения на территории страны не дольше 6 месяцев.

Автомобили без ЭРА-ГЛОНАСС – сложности с ввозом и эксплуатацией

Законодательного запрета на осуществление непосредственно ввоза автомобилей, не оснащенных терминалом ЭРА-ГЛОНАСС, не существует, однако имеется следующее ограничение: если в документах ввозимого транспортного средства в разделе «Особые отметки» отсутствует информация об установке терминала ЭРА-ГЛОНАСС, то сотрудники таможенных органов не выдадут такому автомобилю ПТС.

Соответственно, без ПТС автомобиль нельзя будет на территории России ни продать, ни поставить на учет и эксплуатировать – автомобиль, купленный за рубежом и еще не оснащенный системой ЭРА-ГЛОНАСС, может перемещаться только на эвакуаторе.

Зарубежные аналоги

С 2015 года весь транспорт, продаваемый на территории Евросоюза, должен быть укомплектован терминалами, работающими в системе eCall – ближайшего аналога российской навигационной системы ЭРА-ГЛОНАСС. Фактически eCall работает так же, как работает ЭРА-ГЛОНАСС: она предполагает срабатывание датчиков при аварии и автоматическую передачу информации по экстренному номеру 112.

В Японии уже в 1980-х на всех дорогах страны начала функционировать интеллектуальная транспортная система, созданная для полной автоматизации управления дорожным движением. Специальное бортовое навигационно-коммуникационное оборудование, установленное на все автомобили, позволяет осуществлять контроль местонахождения и состояния транспортного средств. Успешная деятельность системы позволила значительно снизить смертность на дорогах Японии – в 2009 году она составила 5 тыс. человек, и власти страны планируют привести этот показатель к нулю.

В США с 2006 года используется аналогичная система NG9-1-1.

Узнать цены

Что такое кнопка ЭРА-ГЛОНАСС? — EraGlonass-msk.ru

Для чего нужна система ЭРА-ГЛОНАСС

Система экстренного реагирования «ЭРА ГЛОНАСС» начала эксплуатироваться на территории России в январе 2015 года – целью ее внедрения является сохранение жизни и здоровья граждан, попавших в ДТП и чрезвычайные ситуации на дороге.

С 1 января 2017, в соответствии с Приказом Министерства транспорта РФ, подключение к системе стало обязательным для всего транспорта, осуществляющего пассажирские перевозки и перевозки опасных грузов. Кроме того, установка ЭРА-ГЛОНАСС обязательна на все новые автомобили и автомобили, ввозимые в нашу страну из-за рубежа.

Устанавливать кнопку ЭРА-ГЛОНАСС на личные транспортные средства, уже находящиеся и эксплуатируемые на территории РФ, пока не требуется, но принятие соответствующего закона – лишь вопрос времени. Важно отметить, что использование системы бесплатно для всех – никакой абонентской платы не предусмотрено.

Как работает ЭРА-ГЛОНАСС

Система ЭРА-ГЛОНАСС состоит из следующих компонентов:

• Навигационный модуль – для определения точных координат;
• Динамик и микрофон – для связи водителя и пассажиров с диспетчером;
• Тревожная кнопка – для передачи сообщения о ДТП;
• Мощная антенна – для обеспечения надёжной связи на всей территории страны;
• Модем – для передачи всех имеющихся данных экстренным службам;
• Сим-карта.

Установленный в автомобиль навигационный комплекс ЭРА-ГЛОНАСС все время находится в спящем состоянии и не отслеживает координаты автомобиля до тех пор, пока датчики не зафиксируют ДТП или о нем не сообщит водитель, нажав на тревожную кнопку. Как только это произойдет, навигационный модуль определяет координаты автомобиля и отправляет их диспетчеру, после чего тот немедленно связывается с водителем и уточняет, в каком состоянии находятся пострадавшие и нужна ли какая-либо помощь. Если никто в автомобиле не ответит диспетчеру, последний отправит помощь на место ДТП.

Благодаря максимально быстрому уведомлению скорой помощи удается значительно сократить время ее прибытия на место ДТП – иногда несколько минут критичны для спасения жизни.

Какие сведения доступны системе ЭРА-ГЛОНАСС

Многие водители негативно относятся к установке кнопки ЭРА-ГЛОНАСС, обосновывая свое мнение тем, что система предназначена для тотального контроля их перемещений.

На самом деле, как уже было сказано выше, система большую часть времени неактивна и не определяет никакие координаты – более того, функция трекинга в принципе в ней отсутствует: она не знает, какой маршрут прошел автомобиль, и может определять только разовые координаты и только в случае срабатывания датчиков или принудительного нажатия тревожной кнопки самим водителем.

Оперативным службам доступна только следующая информация:

• Координаты места ДТП;
• Количество пассажиров – по количеству пристёгнутых ремней;
• Информация о ТС: гос. номер, марка и модель, цвет, вид топлива.

Это тот минимум, который необходим работникам спецслужб для максимально быстрого и эффективного оказания помощи.

Как выглядит кнопка ЭРА-ГЛОНАСС

Тревожная кнопка ГЛОНАСС является составной частью навигационного комплекса. Она устанавливается в салоне машины (как правило, на потолке) таким образом, чтобы доступ к ней был удобен в любой ситуации. Дизайн самой кнопки отличается у разных производителей, но она всегда оснащена специальным пластиковым кожухом, предназначенным для предотвращения случайного нажатия кнопки.

После нажатия кнопки сигнал автоматически передается в диспетчерскую экстренных служб. Преимущество кнопки ЭРА-ГЛОНАСС перед звонком с мобильного телефона, состоит не только в оперативности, но и в сильном и устойчивом сигнале, обеспечиваемом мощной антенной. Кнопка ГЛОНАСС действует даже там, где нет покрытия мобильной связи.

Для чего нужна и как работает система ГЛОНАСС на авто

Главная / Статьи / Система ГЛОНАСС на автомобиль — не роскошь, а необходимость

Система ГЛОНАСС на автомобиль помогает решать целый ряд важных задач. К ним относятся эффективность эксплуатации транспортного средства, безопасность в пути, навигация, предотвращение правонарушений. Изначально она предназначалась для использования в силовых структурах, однако с каждым годом все больше востребована в бизнесе. Более того, ГЛОНАСС на авто устанавливают владельцы личного транспорта.

Одно из преимуществ данного оборудования — его универсальность. Оно может устанавливаться на легковые автомобили, грузовые транспортные средства, микроавтобусы и автобусы, сельскохозяйственную и строительную спецтехнику.

В чем заключается работа системы ГЛОНАСС в автомобиле

Что собой представляет и как работает ГЛОНАСС на автомобиле? Система включает ряд устройств, которые посредством спутниковой связи получают информацию о месторасположении, технических параметрах объекта и передают данные пользователю в формате таблиц, графических изображений, цифр, текста. Она разработана отечественными специалистами и выходит на связь с российскими спутниками.

На сегодняшний день на три околопланетные орбиты выведено по восемь спутников — итого 24 аппарата. Покрытие ГЛОНАСС распространяется на всю территорию нашей страны и около двух третей земного шара. Грамотно построенное взаимодействие спутниковых аппаратов, специализированного наземного оборудования, устройств приема-передачи сигналов позволяет достигать достаточно высокой точности данных.

Принцип действия оборудования несложный. Вот как работает система ГЛОНАСС на авто:

• навигационные устройства посылают запросы на спутники, расположенные на околопланетных орбитах;
• спутниковые аппараты дают ответ. Чем большее количество спутников откликнется, тем более точным получается позиционирование в пространстве;
• получение данных о месторасположении и времени поступления ответного сигнала со спутников;
• анализ полученной информации принимающим устройством;
• обработка информации, расчет координат точки нахождения принимающего устройства, а соответственно — объекта;
• повторение указанных выше действий, что позволяет определить точку в пространстве, а также вектор движения и скоростной режим транспортного средства.

Знания того, как работает на авто система ГЛОНАСС, мало. Водители и диспетчеры должны учитывать факторы, влияющие на корректность работы системы. Например, чем выше скоростной режим, тем ниже точность координатного позиционирования. При движении автомобиля в тоннеле связь со спутниковыми устройствами пропадает. Во время езды в пасмурную погоду или в городском пространстве с высотками сигнал может отражаться от различных объектов. Если ответный сигнал послали спутниковые аппараты, расположенные только в одном направлении, погрешность может увеличиваться.

Для чего нужна система ГЛОНАСС в вашем автомобиле

Практически каждый водитель знает, что такое ГЛОНАСС в автомобиле. Данная система эффективно помогает как рядовому автомобилисту, так и предпринимателю, специализирующемуся на логистике. Вот только часть ответов на вопрос, для чего нужен ГЛОНАСС в автомобиле:

• ориентирование на местности. С помощью навигационных приборов вы можете построить оптимальный маршрут с учетом загруженности автомагистрали и других факторов, а также получить пошаговый инструктаж по удобному перемещению. Электронные карты постоянно обновляются, поэтому информация всегда актуальная;
• мониторинг работы каждой единицы транспорта компанией. Это позволяет избежать потерь топлива, оптимизировать маршруты, избежать простоев, предотвратить недобросовестные действия водителей и сторонних лиц;
• определение точного места нахождения транспортного средства в случае его угона. Поскольку оборудование устанавливается в потайных местах и работает в многочастотном режиме, обмануть его злоумышленник не сможет;
• оперативное реагирование в случае внештатных ситуаций, в том числе вызов представителей правоохранительных органов, спасательных и медицинских служб.

Система совместима с англоязычным оборудованием, а потому ее можно использовать и за рубежом.

Как пользоваться системой ЭРА ГЛОНАСС в автомобиле

Одним из ключевых аспектов дорожного движения является безопасность. Ее повышению в значительной степени способствует система ГЛОНАСС на авто. Система мгновенного реагирования ЭРА-ГЛОНАСС включает такие компоненты:

• устройство для передачи данных соответствующим службам;
• мобильное устройство с сим-картой», настроенной на связь со всеми операторами;
• антенна — для усиления сигнала при нахождении объекта на сложных участках;
• принимающее устройство ГЛОНАСС;
• специальные сенсоры, реагирующие на удары, перевороты;
• микрофон и динамик — для общения с диспетчерской службой;
• тревожная кнопка для экстренного сигнала оперативным службам.

Рассмотрим, как пользоваться ГЛОНАСС в автомобиле, на примере аварийной ситуации:

• после срабатывания сенсоров или при нажатии кнопки на диспетчерский пункт единого центра мгновенного реагирования приходит соответствующий сигнал;
• диспетчер выходит на связь с лицом, управляющим транспортным средством или передает данные в службы быстрого реагирования;
• выезд спасательных бригад на место аварии. Подтверждение не требуется — службы получают оперативную информацию о точном месте, где произошло происшествие.

Как известно, большинство трагических последствий ДТП наступают в результате опоздания помощи пострадавшим. Зная, как пользоваться ГЛОНАСС в автомобильном транспорте, можно избежать серьезных последствий.

Нужно ли устанавливать систему ГЛОНАСС в своем автомобиле и для чего

Большинство владельцев транспорта уже знают, для чего система ГЛОНАСС в автомобиле, и насколько она помогает в сложных ситуациях. На сегодняшний день установка данного оборудования является добровольной — до конца 2019 года еще сохраняется право продажи автотранспорта без данного оборудования. Однако действует закон, согласно которому с 2018 года оборудованием ГЛОНАСС оснащаются все новые транспортные средства (как отечественного, так и зарубежного производства), продаваемые на территории нашей страны. Помимо этого, в обязательном порядке необходимо оснастить ГЛОНАСС:

• новые авто, приобретенные в зарубежной стране и привезенные на территорию РФ;
• транспортные средства, выпущенные не более трех десятилетий назад, которые были приобретены за границей и привезены в нашу страну;
• коммерческие машины;
• автомобили, перевозящие грузы;
• транспорт для пассажирских перевозок.

Установка оборудования должна выполняться специализированной службой, имеющей разрешительный документ на осуществление данной деятельности.

После установки необходимо ее протестировать в специализированной лаборатории. Добровольный монтаж возможен на подержанный автотранспорт. Однако следует учесть, что в данном случае оборудование не будет срабатывать в автоматическом режиме.

В случае аварийной ситуации работа ГЛОНАСС в автомобиле прошлых лет выпуска будет активироваться только после нажатия кнопки «СОС».

Спутниковая система ЭРА-ГЛОНАСС: как работает в автомобиле, в телефоне, в навигаторе

Прежде чем выяснить, как работает система «ЭРА-ГЛОНАСС», придется перенестись почти на полвека назад. Ее предшественники – американская и российская навигационные системы – GPS (нач. эксп. 1974 г.) и ГЛОНАСС (нач. эксп. 1982 г.). В первом случае название расшифровывается, как «Global Positioning System», а ее российский аналог – «Глобальная навигационная спутниковая система».

Будучи во многом схожи, GPS и ГЛОНАСС все же имеют ряд отличий. В частности, орбиты движения российских спутников не синхронизируются с вращением Земли, что обеспечивает группировке ГЛОНАСС большую стабильность.

При этом американские спутники (группировка GPS состоит из 32 спутников – 24 действующих и 8 резервных) более долговечны. Их сигнал доступен везде кроме северных широт. Погрешность в определении места составляет от 2 до 4 м. В дальнейшем погрешность будет сокращена до 0,6-0,9 м.

Характеристики навигационных систем

В свою очередь ГЛОНАСС покрывает 100 % российской территории и 70 % площади Земли с погрешностью в показаниях 2-6 м. Уже скоро наши специалисты снизят этот показатель до 10 см.

Принцип работы ГЛОНАСС

Основа системы – группировка из 24 спутников. Каждый спутник ГЛОНАСС движется в определенной плоскости на высоте более 19000 км. Группировка выстроена таким образом, что не требует дополнительных корректировок на протяжении всего срока эксплуатации.

В обоих случаях вначале навигационные системы использовались в интересах армии. Однако вскоре стало очевидным, что они востребованы и в гражданских отраслях. Взаимодействие с пользователями осуществляется посредством устройств – ГЛОНАСС-навигаторов, трекеров, различных маячков и прочих. Характерный пример – работа навигационной системы на автомобиле.

Как работает ГЛОНАСС на автомобиле

Большинство современных автомобилей оснащено контрольным устройством, с помощью которого можно быстро установить его местонахождение в экстренной ситуации, а также контролировать некоторые функции – определение скорости, режим работы/отдыха водителя, сохранение безопасности груза, поддержание связи с водителем.

Работа навигатора в машине основана на его взаимодействии со спутниковой системой ГЛОНАСС. В частности, чтобы определить место, где находится автомобиль, достаточно связаться с 3-4 спутниками, при этом отклонение в определении точности не превысит 150 метров.

ГЛОНАСС в мобильном телефоне и смартфоне

Эру GPS и ГЛОНАСС дополнила эра мобильной связи. Подключение мобильных телефонов, а позже и смартфонов к глобальным навигационным системам было лишь вопросом времени. Сегодня для абсолютного большинства гаджетов – это одна из десятков функций. Чтобы подключиться к ГЛОНАСС мобильное устройство должно взаимодействовать со спутниками системы.

ГЛОНАСС на мобильном телефоне

Стоит особо отметить, специальная российская программа дает возможность пользоваться данными не только со спутников ГЛОНАСС, но и GPS, что значительно повышает общее качество навигации. С учетом этого многие производители устанавливают ее на своих смартфонах, включая Apple, Xiaomi, Samsung и Yota.

Для чего создавалась «ЭРА ГЛОНАСС»

С наступлением 2000-х Еврокомиссия выступила с инициативой по созданию концепции безопасного движения на автотрассах, частью которой должна была стать eCall – система автоматического оповещения о ДТП.

Ее главная задача – отправить сигнал о дорожном происшествии в автоматическом или ручном режиме с указанием места, времени происшествия, номера автомобиля и другой информации, хранящейся в бортовом компьютере. Благодаря ей, оператор сможет быстро направить туда скорую помощь и другие аварийные службы, чтобы увеличить шансы пострадавших на помощь и спасение.

«ЭРА ГЛОНАСС» (ее полное название «Экстренное реагирование при аварии на базе ГЛОНАСС, введена в эксплуатацию в 2015 году) – воплощение концепции eCall на территории России. Начиная с 2017 года, специальный блок устанавливается на всех автомобилях, произведенных и экспортных.

Как работает «ЭРА ГЛОНАСС»

Аппаратура «ЭРА ГЛОНАСС» состоит из навигационного модуля, модема, датчиков, фиксирующих аварийное столкновение, блока индикации, переговорного устройства, экстренной кнопки активации устройства, источника питания и приемо-передающей антенны.

Уже упомянутый блок соединен с датчиками ДТП, реагирующими на удар определенной силы, что приводит к активизации блока в автоматическом режиме. Вручную блок запускается нажатием тревожной кнопки SOS.

Кнопка экстренного вызова

Устройство, будучи оснащенное SIM-картой, может в экстренном порядке связаться с любым из российских операторов сотовой связи. Одновременно блок выходит на связь с ГЛОНАСС, сообщает координаты автомобиля, после чего через мобильную сеть посылает сообщение в Центр обработки данных.

Приоритетными считаются звонки в автоматическом режиме, когда к тому же водитель не отвечает на отправленный запрос. Тогда через 20 секунд отправляется оповещение – карточка вызова в «Систему 112» – в полицию, скорую помощь и МЧС. В соответствии с действующим регламентом, медики должны быть на месте аварии не позже чем через 20 минут.

Однако неверно будет утверждать, что «ЭРА ГЛОНАСС» – это лишь современное, основанное на инновационных технологиях средство спасения. Она также используется в коммерческих целях, в частности для мониторинга движения пассажирского и грузового транспорта. Так в период проведения ЧМФ-2018 система отслеживала передвижение автобусов с гостями и болельщиками, а через год при участии Ространснадзора – грузовики с опасными грузами.

Перспективы развития

Уже сейчас очевидны перспективы использования «ЭРА ГЛОНАСС» за рамками аварийных вызовов. Одним из основных направлений развития системы может стать поддержание инновационных технологий российского автомобилестроения, различных видов потребительского сервиса, а также подключение к ней в недалеком будущем беспилотных автомобилей.
Не исключено, что ею заинтересуются в сфере электронных платежей, страхования, коммуникаций и информации.

Система ЭРА-Глонасс на автомобилях VW

Как работает система «Эра-Глонасс» в автомобилях Volkswagen? Начиная с 2017 года система «Эра-Глонасс» устанавливается на все новые автомобили Volkswagen.

Рассмотрим основные принципы ее работы на автомобиле Volkswagen Touareg. Данная система позволяет вызывать службы экстренного реагирования в ручном или автоматическом режиме. В автоматическом режиме система определяет аварийную ситуацию по краш-сенсорам (датчикам удара), по модулю «Глонасс» определяет местоположения и отправляет данные диспетчеру.

В ручном режиме следует воспользоваться клавишей «SOS». Что бы проверить ее работу в тестовом режиме, нужно открыть защитную клавишу-крышку и в правом нижнем углу активировать кнопку «Тестовый режим», воспользовавшись для этого каким-либо тонким предметом типа наконечника ручки или разогнутой скрепки.

Удерживайте эту кнопку несколько секунд до тех пор, пока не услышите голосовое сообщение компьютера: «Тестовый режим аварийного вызова активирован! Сымитируйте тест аварийного вызова длительным нажатием на клавишу аварийного вызова!» Далее, следуем инструкции, и нажимаем с удержанием красную кнопку «SOS». Дожидаемся подтверждения компьютера: «Тест клавиши аварийного вызова успешно выполнен! Цвет световой индикации изменяется на „зеленый“ на три секунды. Цвет световой индикации изменяется на „красный“ на три секунды. Если тест цветовой индикации выполнен корректно, нажмите клавишу аварийного вызова. Тест цветовой индикации успешно выполнен».

По той же схеме отрабатываем текст динамиков и микрофона аварийной системы. Далее система автоматически осуществляет проверку краш-сенсоров, аварийного электропитания. Тестирование завершается и система переводится в нормальный режим.

Для окончательной проверки работы системы совершаем звонок диспетчеру: нажимаем кнопку «SOS» и удерживаем до появления зеленой индикации. По громкой связи следует сигнал вызова. Дожидаемся ответа оператора службы поддержки «Глонасс», и сообщаем о своей тестовой проверки. В аварийной ситуации при использовании этой системой в течение минуты отвечает живой человек, который при необходимости передаст информацию в службы быстрого реагирования.

Работа системы «Эра-Глонасс» абсолютно бесплатна и не содержит для пользователя никакой абонентской платы.

История Глонасс

Первое предложение использовать спутники для навигации было сделано В.С. Шебашевичем в 1957 году. Эта идея родилась при исследовании возможности применения радиоастрономических технологий для аэронавигации. В ряде советских учреждений были проведены дальнейшие исследования для повышения точности навигационных определений, глобальной поддержки, повседневного применения и независимости от погодных условий. Результаты исследований были использованы в 1963 году для НИОКР по первой советской низкоорбитальной системе «Цикада».В 1967 году был запущен первый советский навигационный спутник «Космос-192». Навигационный спутник обеспечивал непрерывную передачу радионавигационного сигнала на частотах 150 и 400 МГц в течение всего срока эксплуатации.

Система из четырех спутников «Цикада» была введена в эксплуатацию в 1979 году. Навигационные спутники были выведены на круговые орбиты высотой 1000 км с наклоном 83 ° и равным распределением орбитальных плоскостей к экватору. Это позволяло пользователям захватывать один из спутников каждые полтора-два часа и фиксировать положение в течение 5-6 минут после сеанса навигации.В навигационной системе «Цикада» использовались односторонние измерения дальности от пользователя к спутнику. Наряду с совершенствованием бортовых спутниковых систем и навигационного оборудования большое внимание уделялось повышению точности определения и прогнозирования параметров орбит навигационных спутников.

Позже на спутниках «Цикада» была размещена приемно-измерительная аппаратура для обнаружения аварийных радиомаяков. Спутники принимают эти сигналы и ретранслируют их на специальные наземные станции, где производится расчет точных координат аварийных объектов (кораблей, самолетов и т. Д.).) был проведен. Спутники «Цикада», отслеживающие радиообъявления бедствия, сформировали систему «Коспас», которая вместе с американо-французско-канадской системой «Сарсат» построила интегрированную поисково-спасательную службу, которая спасла несколько тысяч жизней. Система космической навигации «Цикада» (и ее модернизация «Цикада-М») предназначена для навигационного обеспечения военных пользователей и используется с 1976 года. В 2008 году пользователи «Цикада» и «Цикада-М» начали использовать систему ГЛОНАСС. и работа этих систем была остановлена.Низкоорбитальные системы не могли удовлетворить потребности большого числа пользователей.

Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими пользователями привлекла всеобщее внимание к спутниковой навигации. Универсальная навигационная система была необходима для удовлетворения требований подавляющего большинства потенциальных пользователей.

На основании всесторонних исследований было решено выбрать орбитальную группировку, состоящую из 24 спутников, равномерно распределенных в трех орбитальных плоскостях с углом наклона 64.8 ° к экватору. Спутники ГЛОНАСС выводятся на примерно круговые орбиты с номинальной высотой орбиты 19 100 км и периодом обращения 11 часов 15 минут 44 секунды. Благодаря значению периода стало возможным создать устойчивую орбитальную систему, которая, в отличие от GPS, не требует поддержки корректирующих импульсов в течение ее активного срока службы. Номинальный наклон обеспечивает глобальную доступность на территории Российской Федерации, даже когда несколько КА не работают.

При разработке высокоорбитальной навигационной системы возникли две проблемы.Первый касался взаимной синхронизации спутниковых шкал времени с точностью до миллиардных долей секунды (наносекунд). Это стало возможным благодаря высокоорбитальным бортовым цезиевым эталонам частоты с номинальной стабильностью 10 ^-13 и наземным водородным эталоном частоты с номинальной стабильностью 10 ^-14 , а также наземным средствам сопоставления шкал времени с погрешностью 3- 5 нс. Вторая задача касалась высокоточного определения и прогнозирования параметров орбиты навигационного спутника.Эта проблема была решена с помощью научных исследований факторов второго порядка бесконечно малых величин, таких как световое давление, неравномерности вращения Земли и полярных движений и т. Д.

Летные испытания российской высокоорбитальной спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС начались в октябре 1982 года с запуска спутника «Космос-1413». Система ГЛОНАСС была официально объявлена ​​действующей в 1993 году. В 1995 году она была переведена в полноценную группировку (24 спутника ГЛОНАСС первого поколения).Большой недостаток, на который следовало обратить внимание, заключался в отсутствии гражданского навигационного оборудования и гражданских пользователей.

Сокращение финансирования космической отрасли в 1990 году привело к деградации группировки ГЛОНАСС. В 2002 году группировка ГЛОНАСС состояла из 7 спутников, что было недостаточно для навигационного обеспечения территории России даже при ограниченной доступности. ГЛОНАСС уступал GPS по точностным характеристикам, активный срок службы КА составлял 3-4 года.

Ситуация улучшилась, когда в 2002 году была принята и запущена федеральная программа «Глобальная навигационная система на 2002-2011 годы».

В рамках данной федеральной программы достигнуты следующие результаты:

1. Сохранилась, модернизирована и введена в эксплуатацию система ГЛОНАСС в составе спутников «ГЛОНАСС-К». В настоящее время действуют две действующие глобальные спутниковые системы навигации: GPS и ГЛОНАСС

.

2. Модернизирован наземный диспетчерский сегмент, который вместе с орбитальной группировкой обеспечивает характеристики точности на уровне, сопоставимом с характеристиками GPS

.

3. Модернизированы Госстандарт времени и частоты и средства определения параметров вращения Земли
4. Разработаны прототипы дополнений ГНСС, большое количество образцов основных приемно-измерительных модулей, оборудование ПНТ гражданского и специального назначения и сопутствующие системы.

В настоящее время спектр приложений GNSS-технологий становится все более и более широким.Для удовлетворения требований пользователей необходимо продолжать совершенствовать систему ГЛОНАСС, а также навигационное оборудование пользователя. В первую очередь это касается высокоточных приложений ГЛОНАСС, где необходима точность в реальном времени на уровне дециметра и сантиметра. Это также относится к приложениям, касающимся безопасности при эксплуатации воздушного, морского и наземного транспорта. Необходимы более высокая эффективность работы навигационных решений и помехоустойчивость ГЛОНАСС. Существует значительное количество специальных и гражданских приложений, где малые размеры и высокая чувствительность навигационного приемного оборудования имеют решающее значение.

Для решения новых задач в новых условиях Постановлением Правительства № 189 от 3 марта 2012 года в 2012 году стартовала новая федеральная программа «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы».

С 2012 года система ГЛОНАСС движется в направлении эффективного решения задач ПНТ в интересах обороны, безопасности и социально-экономического развития страны в ближайшем и отдаленном будущем.

В новой федеральной программе учтены:

• Поддержка ГЛОНАСС с гарантированными характеристиками на конкурентном уровне
• Развитие ГЛОНАСС в направлении расширения возможностей с целью достижения паритета с международными навигационными спутниковыми системами и лидерства Российской Федерации в области спутниковой навигации
• Использование ГЛОНАСС на территории РФ и за рубежом

Уровень расширения возможностей ГЛОНАСС определяется рядом направлений развития, основными из которых являются:

1. Развитие структуры орбитальной группировки ГЛОНАСС
2. Переход на использование навигационных спутников нового поколения «ГЛОНАСС-К» с расширенными возможностями
3. Развитие наземного сегмента управления ГЛОНАСС, включая расширение сегмента орбиты и часов ГЛОНАСС
4. Дизайн и разработка дополнений:

• Система дифференциальной коррекции и контроля
• Глобальная система высокоточного определения информации о навигации, орбите и часах в реальном времени для гражданских пользователей

Развитие системы ГЛОНАСС с учетом возрастающих требований пользователей и конкурентоспособность системы во многом определяется возможностями космического сегмента ГЛОНАСС.Расширения возможностей спутников ГЛОНАСС из поколения в поколение перечислены в таблице ниже.

ГЛОНАСС | НовАтель

ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система, Россия)

ГЛОНАСС была разработана Советским Союзом как экспериментальная система военной связи в 1970-х годах.Когда закончилась «холодная война», Советский Союз признал, что ГЛОНАСС имеет коммерческое применение, благодаря способности системы передавать погодные радиопередачи, данные связи, навигации и разведки.

Первый спутник ГЛОНАСС был запущен в 1982 году, и система была объявлена ​​полностью работоспособной в 1993 году. После периода ухудшения характеристик ГЛОНАСС Россия взяла на себя обязательство довести систему до требуемого минимума в 18 активных спутников. В настоящее время ГЛОНАСС имеет полноценное развертывание 24 спутников в группировке.

спутника ГЛОНАСС эволюционировали с момента запуска первых. Последнее поколение ГЛОНАСС-М показано на рис. 30 . готовится к запуску.

Проектирование системы ГЛОНАСС

Созвездие ГЛОНАСС обеспечивает видимость различного количества спутников в зависимости от вашего местоположения. Наличие минимум четырех спутников в поле зрения позволяет приемнику ГЛОНАСС вычислять свое положение в трех измерениях и синхронизировать с системным временем.

Космический сегмент ГЛОНАСС

Космический сегмент ГЛОНАСС представлен в таблице 4 .

Таблица 4: Спутниковая группировка ГЛОНАСС

Космический сегмент ГЛОНАСС состоит из 24 спутников в трех орбитальных плоскостях, по восемь спутников в каждой плоскости.

Геометрия созвездия ГЛОНАСС повторяется примерно раз в восемь дней. Период обращения каждого спутника составляет примерно 8/17 звездных суток, так что за восемь звездных суток спутники ГЛОНАСС совершили ровно 17 орбитальных оборотов.

Каждая орбитальная плоскость содержит восемь равноотстоящих спутников. Один из спутников будет находиться в одной и той же точке неба каждый день в одно и то же звездное время.

Спутники выводятся на условно круговые орбиты с наклонением цели 64.8 градусов и радиус орбиты 19 140 км, что примерно на 1060 км меньше, чем у спутников GPS.

Спутниковый сигнал ГЛОНАСС идентифицирует спутник и включает:

• Информация о местоположении, скорости и ускорении для расчета местоположения спутников.
• Спутниковая медицинская информация.
• Смещение времени ГЛОНАСС от UTC (SU) [всемирное координированное время, Россия].
• Альманах всех остальных спутников ГЛОНАСС.

«Земля была абсолютно круглой.. . Я никогда не знал, что означает слово «круглая», пока не увидел Землю из космоса ». Алексей Леонов, советский космонавт, рассказывает о своем историческом выходе в открытый космос в 1985 году.

Сегмент управления ГЛОНАСС

Сегмент управления ГЛОНАСС состоит из центра управления системой и сети станций слежения за командами по всей России. Сегмент управления ГЛОНАСС, аналогично сегменту GPS, контролирует состояние спутников, определяет поправки эфемерид, а также смещения спутниковых часов относительно времени ГЛОНАСС и UTC (всемирное координированное время).Дважды в день загружает поправки на спутники.

Сигналы ГЛОНАСС

Таблица 5 обобщает сигналы ГЛОНАСС.

Таблица 5: Характеристики сигнала ГЛОНАСС

Каждый спутник ГЛОНАСС передает на немного разных частотах L1 и L2, с P-кодом (код HP) как на L1, так и на L2, и кодом C / A (код SP) на L1 (все спутники) и L2 (большинство спутников). Спутники ГЛОНАСС передают один и тот же код на разных частотах, метод, известный как FDMA, для множественного доступа с частотным разделением каналов.Обратите внимание, что этот метод отличается от того, который используется в GPS.

Сигналы

ГЛОНАСС имеют ту же поляризацию (ориентацию электромагнитных волн), что и сигналы GPS, и имеют сопоставимую мощность сигнала.

Система ГЛОНАСС основана на 24 спутниках, использующих 12 частот. Спутники могут совместно использовать частоты, имея противоположные спутники, передающие на одной и той же частоте. Спутники-антиподы находятся в одной орбитальной плоскости, но разнесены на 180 градусов. Спаренные спутники могут передавать на одной и той же частоте, потому что они никогда не появятся одновременно в поле зрения приемника на поверхности Земли, как показано на Рис. 32.

Модернизация ГЛОНАСС

По мере того, как срок службы существующих спутников ГЛОНАСС-М подходит к концу, они будут заменены спутниками ГЛОНАСС-К следующего поколения. Новые спутники обеспечат систему ГЛОНАСС новыми сигналами GNSS.

L3

Первый блок спутников ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-К1) будет транслировать новый гражданский сигнал, обозначенный L3, с центральной частотой 1202,025 МГц. В отличие от существующих сигналов ГЛОНАСС, L3 основан на CDMA, что облегчит взаимодействие с GPS и Galileo.

Первый спутник ГЛОНАСС-К1 был запущен в феврале 2011 года.

CDMA L1 и L2

Второй блок спутников ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-К2) добавляет еще два сигнала на основе CDMA, транслируемых на частотах L1 и L2. Выходящие сигналы FDMA L1 и L2 также будут транслироваться для поддержки унаследованных приемников. Запуск спутников ГЛОНАСС-К2 планируется начать с 2015 года.

L5

Третий блок спутников ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-КМ) добавит в систему ГЛОНАСС сигнал L5.

Инновации: ГЛОНАСС — прошлое, настоящее и будущее: GPS World

Альтернатива и дополнение к GPS

Обзор истории программы ГЛОНАСС, ее текущего состояния и обзор планов на ближайшее будущее спутниковой группировки, ее навигационных сигналов и наземной сети поддержки.

Доступны английские версии документов по управлению интерфейсом CDMA ГЛОНАСС. См. Дополнительную информацию.

Ричард Лэнгли

окт.12 февраля 1982 года в Советском Союзе был запущен первый спутник ГЛОНАСС. В ответ на разработку GPS или просто для того, чтобы удовлетворить потребность в системе с аналогичными возможностями для своих вооруженных сил, Советский Союз начал разработку Глобальной навигационной спутниковой системы или Глобальной навигационной спутниковой системы в 1976 году, всего через три года после этого. запуск программы GPS. Первый испытательный спутник под кодовым названием Космос 1413 сопровождался двумя фиктивными или балластными спутниками с той же приблизительной массой, поскольку Советский Союз уже планировал запускать три спутника ГЛОНАСС одновременно с помощью своих мощных ракет, чтобы сэкономить на затратах на запуск.

Но из-за неудачных запусков и характерно короткого срока службы спутников было запущено еще 70 спутников, прежде чем в начале 1996 года была сформирована полностью заполненная группировка из 24 функционирующих спутников (обеспечивающих полную работоспособность или FOC). К сожалению, полная группировка была сформирована. недолговечный. Экономические трудности России после распада Советского Союза нанесли ущерб ГЛОНАСС. Денег не было, и к 2002 году группировка сократилась до семи спутников, из которых только шесть были доступны во время операций по техническому обслуживанию! Но судьба России изменилась, и при поддержке российской иерархии ГЛОНАСС возродилась.Спутники-долгожители запускались по шесть в год, и медленно, но верно возвращалась целая группировка из 24 спутников. А 8 декабря 2011 года FOC снова был достигнут и впоследствии более или менее поддерживался — система даже иногда работала с запасными частями на орбите.

В то время как двухсистемные приемники GPS / ГЛОНАСС только для ГЛОНАСС и обзорного уровня существуют уже более десяти лет, производители обратили внимание на возрождение ГЛОНАСС и начали производить микросхемы и приемники с возможностью ГЛОНАСС для потребительского рынка.В 2011 году компания Garmin выпустила портативные приемники, поддерживающие как GPS, так и ГЛОНАСС. В том же году различные производители сотовых телефонов начали предлагать возможности ГЛОНАСС со своими встроенными модулями позиционирования. Первые приемники GPS / ГЛОНАСС проложили путь для приемников мульти-ГНСС, которые мы имеем сегодня, с их способностью отслеживать не только спутники GPS и ГЛОНАСС, но и спутники европейских систем Galileo и китайских BeiDou, а также японских Quasi- Zenith Satellite System (не говоря уже о спутниках спутниковых систем функционального дополнения).

Я задокументировал развитие ГЛОНАСС в этой колонке еще в июле 1997 года, а группа авторов из акционерного общества «Российские космические системы» обсуждала планы модернизации ГЛОНАСС в статье, опубликованной в апреле 2011 года. Просрочено обновление. Итак, в этой статье я кратко рассмотрю историю программы ГЛОНАСС, расскажу о ее текущем состоянии и рассмотрю планы на ближайшее будущее спутниковой группировки, ее навигационных сигналов и наземной сети поддержки.

РАННИЙ ГОД, НАСТОЯЩИЙ ДЕНЬ

Во время холодной войны информации о ГЛОНАСС было мало.Помимо общих характеристик орбит спутников и частот, используемых для передачи навигационных сигналов, Министерство обороны Советского Союза мало что раскрыло. Однако расследование, проведенное профессором Питером Дейли и его студентами из Университета Лидса, предоставило некоторые подробности о структуре сигналов. С наступлением гласности и перестройки и, в конечном итоге, распада Советского Союза информация о ГЛОНАСС стала более доступной. В конце концов, русские выпустили Документ о контроле интерфейса (ICD).Этот документ, аналогичный по структуре пользовательским интерфейсам космического сегмента / навигации Navstar ICD-GPS-200, описывает систему, ее компоненты, а также структуру сигнала и навигационного сообщения, предназначенных для использования в гражданских целях. Последняя его версия была опубликована в 2016 году, но пока эта версия общедоступна только на русском языке.

Спутники и сигналы. На данный момент запущено шесть моделей спутников ГЛОНАСС (также известных как «Ураган», что по-русски означает «Ураган»). Россия (на самом деле бывший Советский Союз) запустила первые 10 спутников, получивших название Block I, в период с октября 1982 года по май 1985 года.В период с мая 1985 года по сентябрь 1986 года он запустил шесть спутников Block IIa и 12 спутников Block IIb в период с 1 апреля 1987 года по май 1988 года, из которых шесть были потеряны из-за сбоев, связанных с ракетами-носителями. Четвертой моделью был Блок IIv (v — английская транслитерация третьей буквы русского алфавита). К концу 2005 года русские развернули 60 Block IIv. Каждое последующее поколение спутников содержало усовершенствования оборудования, а также увеличивало срок службы.

Опытный образец спутника ГЛОНАСС-М (модернизированный) был запущен 30 декабря.1, 2001, вместе с двумя Block IIv с первыми двумя производственными спутниками ГЛОНАСС-М, включенными в тройной запуск 10 декабря 2003 г. и 26 декабря 2004 г. Два спутника ГЛОНАСС-М были включены в тройной запуск декабря 25, 2005. Новый дизайн предлагал множество улучшений, в том числе лучшую бортовую электронику, более длительный срок службы, гражданский сигнал L2 и улучшенное навигационное сообщение. Как и в предыдущих версиях, на космическом корабле ГЛОНАСС-М по-прежнему использовался герметичный герметичный цилиндр для электроники.

РИСУНОК 1. Изображение от Reshetnev Information Satellite Systems, производителя спутников ГЛОНАСС, на праздновании 35-летия запуска первого спутника ГЛОНАСС в 1982 году («35 лет служения миру»).

Все спутники ГЛОНАСС, запущенные с декабря 2005 г., являются спутниками ГЛОНАСС-М, за исключением двух спутников ГЛОНАСС-К1 (иногда называемых просто ГЛОНАСС-К), запущенных 26 февраля 2011 г. и 30 ноября 2014 г. ГЛОНАСС -Спутники K1 заметно отличаются от своих предшественников.Они легче, имеют негерметичный корпус (аналогичный корпусу спутников GPS), имеют улучшенную стабильность часов и более длительный, 10-летний расчетный срок службы. Они также впервые включают в себя сигналы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) на третьей частоте, сопровождающие унаследованные сигналы множественного доступа с частотным разделением (я их вскоре расскажу). Все спутники ГЛОНАСС были произведены акционерным обществом «Информационные спутниковые системы им. Решетнева», расположенным в Железногорске недалеко от Красноярска в Центральной Сибири и названном в честь основателя, генерального директора и главного конструктора Михаила Федоровича Решетнева.Компания Решетнева ранее называлась Научно-производственным объединением прикладной механики (Научно производственное объединение прикладной механики или НПО ПМ). Государственная корпорация по космической деятельности Роскосмоса (ранее Федеральное космическое агентство), широко известная как Роскосмос, является государственным органом, отвечающим за ГЛОНАСС.

РИСУНОК 1 включает изображения художников исходных спутников ГЛОНАСС, ГЛОНАСС-М и ГЛОНАСС-К1.

Спутниковые орбиты

ГЛОНАСС расположены в трех плоскостях, отделенных друг от друга прямым восхождением восходящего узла на 120 градусов, по восемь спутников в каждой плоскости.Спутники в одной плоскости расположены на равном расстоянии друг от друга, разделенные по аргументу широты на 45 градусов. Спутники в прилегающих плоскостях смещены по аргументу широты на 15 градусов. Спутники выводятся на условно круговые орбиты с наклоном цели 64,8 градуса и большой полуосью приблизительно 25 510 километров, что дает им период обращения по орбите около 675,8 минут. Эти спутники имеют наземные треки, которые повторяются каждые 17 витков или восемь звездных дней. Плоскости орбиты ГЛОНАСС пронумерованы 1–3 и содержат орбитальные щели 1–8, 9–16 и 17–24 соответственно.

РИСУНОК 2 показывает состояние группировки на 17 октября 2017 г. Номер орбитального слота (также называемый слотом альманаха) и частотный канал (обсуждается ниже) указаны в скобках. Недавно запущенная система ГЛОНАСС 752 была запущена 16 октября 2017 года, в результате чего группировка из 24 спутников была полностью готова к работе. Все спутники являются стандартными спутниками ГЛОНАСС-М, за исключением ГЛОНАСС 755, который включает передатчик для новой третьей частоты, и ГЛОНАСС 701К и 702К. Последние два — спутники ГЛОНАСС-К1, из которых 702К работают, а 701К проходит летные испытания.Буква «K» не является частью официального номера ГЛОНАСС, но была добавлена ​​во избежание двусмысленности. Спутник ГЛОНАСС-М, запущенный 10 декабря 2003 года, также назывался ГЛОНАСС 701. Аналогичным образом Международная служба GNSS (IGS) называет ГЛОНАСС 701К и 702К 801 и 802 соответственно. IGS также обозначает ГЛОНАСС 751 как ГЛОНАСС 851, чтобы избежать путаницы с Космосом 2080, спутником ГЛОНАСС-IIv, запущенным 19 мая 1990 года, также называемым ГЛОНАСС 751. И он обозначает ГЛОНАСС 753 как ГЛОНАСС 853, чтобы избежать путаницы с Космосом 2140, ГЛОНАСС. Спутник IIv запущен 14 апреля 1991 года и получил название ГЛОНАСС 751.

РИСУНОК 2. Состояние группировки ГЛОНАСС на 17 октября 2017 года. Зеленый квадрат указывает местоположение исправного спутника, а оранжевый — тестового спутника. В скобках указаны номера орбитальных слотов и частотные каналы.

Спутники традиционно запускались тремя ракетами-носителями «Протон» с космодрома Байконур недалеко от Ленинска в Казахстане. Однако, начиная с запуска первого спутника ГЛОНАСС-К1, несколько спутников ГЛОНАСС были запущены по отдельности на ракетах «Союз» с космодрома Плесецк к северу от Москвы.

В отличие от GPS и других GNSS, ГЛОНАСС использует FDMA, а не CDMA для своих традиционных сигналов. Первоначально система передавала сигналы в двух диапазонах: L1, 1602,0–1615,5 МГц, и L2, 1246,0–1256,5 МГц, на частотах, разнесенных на 0,5625 МГц на L1 и на 0,4375 МГц на L2:

.

L 1 _k = 1602. + 0,5625 k (МГц)

L 2 _k = 1246. + 0,4375 k (МГц)

Эта компоновка обеспечивала 25 каналов, так что каждому спутнику в полной группировке из 24 спутников могла быть назначена уникальная частота (с оставшимся каналом, зарезервированным для тестирования).Некоторые из передач ГЛОНАСС изначально создавали помехи для радиоастрономов, которые изучают очень слабые естественные радиоизлучения вблизи частот ГЛОНАСС. Радиоастрономы используют полосы частот 1610,6–1613,8 и 1660–1670 МГц для наблюдения за спектральными излучениями облаков гидроксильных радикалов в межзвездном пространстве, и Международный союз электросвязи (МСЭ) предоставил им статус основных пользователей этого пространства спектра. Кроме того, МСЭ выделил полосу частот 1610–1626,5 МГц операторам низкоорбитальных спутников мобильной связи.В результате руководство ГЛОНАСС решило сократить количество частот, используемых спутниками, и сместить полосы на несколько более низкие частоты.

В настоящее время система использует только 14 основных частотных каналов со значениями k в диапазоне от –7 до +6, включая два канала для целей тестирования (в настоящее время –5 и –6). (Канал +7 также использовался в прошлом для целей тестирования.) Как 24 спутника могут работать только с 14 каналами? Решение состоит в том, чтобы противоположные спутники — спутники в одной плоскости орбиты, разделенные аргументом широты на 180 градусов, — использовали один и тот же канал.Такой подход вполне осуществим, потому что пользователь в любом месте на Земле никогда не будет одновременно получать сигналы от такой пары спутников. Переход к новым частотным присвоениям начался в сентябре 1993 года.

Как и унаследованные сигналы GPS, сигналы ГЛОНАСС включают два кода дальности псевдослучайного шума (PRN): ST (для стандартной точности или стандартной точности) и VT (для высокой точности или высокой точности), аналогично GPS C / A- и P- коды, соответственно (но с половинной скоростью кодирования), модулированные на несущие L1 и L2.

Как и GPS, ГЛОНАСС передает высокоточный код как на L1, так и на L2. Но, в отличие от спутников GPS, код ГЛОНАСС стандартной точности также передавался на частотах L2, начиная со спутников ГЛОНАСС-М. (Отдельный гражданский код, L2C, был добавлен к сигналу L2 GPS, передаваемому блоком IIR-M и последующими спутниками.) ST-код ГЛОНАСС имеет длину 511 чипов со скоростью 511 килочипов в секунду, что дает интервал повторения 1 миллисекунда. Длина VT-кода составляет 33 554 432 чипа со скоростью 5.11 мегачипов в секунду. Кодовая последовательность усекается, чтобы обеспечить интервал повторения в 1 секунду. В отличие от спутников GPS, все спутники ГЛОНАСС передают одни и те же коды. Они получают синхронизацию сигналов и частоты из одного из бортовых атомных стандартов частоты (AFS), работающих на частоте 5 МГц. Спутники различных серий ГЛОНАСС, начиная с блока II и заканчивая серией ГЛОНАСС-М, имеют по три цезиевых АСПО на каждом спутнике. Передаваемые сигналы имеют правую круговую поляризацию, как сигналы GPS, и имеют сопоставимые уровни сигнала.

Навигационное сообщение. Подобно GPS и другим GNSS, сигналы ГЛОНАСС также содержат навигационные сообщения, содержащие информацию об орбите спутника, часы и другую информацию. Отдельные навигационные сообщения со скоростью 50 бит в секунду добавляются по модулю 2 к кодам ST и VT. Сообщение с кодом ST включает в себя эпоху спутниковых часов и отклонения скорости от системного времени ГЛОНАСС; эфемериды спутников, заданные в виде векторов положения, скорости и ускорения спутника в опорную эпоху; и дополнительную информацию, такую ​​как биты синхронизации, возраст данных, состояние спутника, смещение системного времени ГЛОНАСС от всемирного координированного времени (UTC), которое поддерживается Национальным метрологическим институтом Российской Федерации UTC (SU) в рамках Государственной службы времени и частоты. , а также альманахи (приблизительные эфемериды) всех остальных спутников ГЛОНАСС.Обратите внимание, что, в отличие от системного времени GPS, например, системное время ГЛОНАСС не имеет целочисленного смещения от всемирного координированного времени, и поэтому скачки секунды координации добавляются к системному времени ГЛОНАСС одновременно с теми, которые добавляются к всемирному координированному времени. Однако обратите внимание, что системное время ГЛОНАСС смещено на постоянные три часа, чтобы соответствовать московскому стандартному времени (MSK, сокращение от Moscow).

Полное сообщение длится 2,5 минуты и непрерывно повторяется между обновлениями эфемерид (номинально каждые 30 минут), но информация об эфемеридах и часах повторяется каждые 30 секунд.

Власти ГЛОНАСС не опубликовали, по крайней мере, публично, детали навигационного сообщения с кодом VT. Однако известно, что полное сообщение занимает 12 минут, а информация об эфемеридах и часах повторяется каждые 10 секунд.

Геодезическая система. Эфемериды ГЛОНАСС относятся к геодезической системе «Параметры Земли 1990» (ПЗ-90 или, в английском переводе, «Параметры Земли 1990», ПЭ-90). ПЗ-90 заменил советскую геодезическую систему 1985 года, SGS 85, которая использовалась ГЛОНАСС до 1993 года.PZ-90 — это наземная система отсчета, система координат которой определяется так же, как и международная наземная система отсчета (ITRF). Первоначальная реализация ПЗ-90 имела точность один-два метра.

Однако, чтобы приблизить систему к ITRF (и геодезической системе координат GPS WGS 84), были выполнены два обновления PZ-90. Первое обновление, в результате которого появился PZ-90.02 (относится к 2002 г.), было принято для работы ГЛОНАСС 20 сентября 2007 г. и приблизило кадр широковещательных орбит (и, следовательно, полученные координаты приемника) к ITRF и WGS 84.Другая реализация, ПЗ-90.11, принятая на вооружение 31 декабря 2013 года, как сообщается, уменьшила различия до субсантиметрового уровня.

ТАБЛИЦА 1 перечисляет определяющие константы и параметры PZ-90.

ТАБЛИЦА 1. Основные геодезические постоянные и некоторые параметры геодезической системы ПЗ-90, используемой ГЛОНАСС.

Новые спутники ГЛОНАСС-К передают дополнительные сигналы. ГЛОНАСС-К1 передает сигнал CDMA на новой частоте L3 (1202,025 МГц), а ГЛОНАСС-К2 дополнительно будет передавать сигналы CDMA на частотах L1 и L2.

РИСУНОК 3. Решетка круглых отражателей на спутнике ГЛОНАСС-К1, окружающая внутренние элементы антенны навигационного сигнала. Фото из Информационных спутниковых систем имени Решетнева.

Контрольный сегмент . Подобно GPS и другим GNSS, ГЛОНАСС требует сети наземных станций для мониторинга и обслуживания спутниковой группировки, а также для определения орбит спутников и поведения их действующих AFS. Сеть слежения использует станции только на территории бывшего Советского Союза, дополненные станциями спутниковой лазерной локации для помощи в определении орбиты, поскольку все спутники ГЛОНАСС содержат лазерные отражатели (см. РИСУНОК 3).

Наличие неглобальной сети станций слежения для определения спутниковых орбит и поведения AFS приводит к незначительному ухудшению ошибки дальности сигнала ГЛОНАСС в пространстве (SISRE). Недавно за рубежом был создан ряд станций слежения в связи с разработкой российской спутниковой системы функционального дополнения (SBAS), Системы дифференциальной коррекции и мониторинга (SDCM). SDCM будет работать аналогично Wide Area Augmentation System или WAAS, U.S. SBAS и другие находящиеся в эксплуатации SBAS. Добавление к сети слежения зарубежных станций SDCM, которая уже включает станции в Антарктиде и Южной Америке и прибывает еще больше станций, может помочь улучшить SISRE. Роскосмос также использует глобальную сеть IGS и других станций слежения для мониторинга состояния группировки ГЛОНАСС (см. РИСУНОК 4).

РИСУНОК 4. Глобальная сеть спутникового мониторинга состояния ГЛОНАСС Роскосмоса с 22 станциями передачи сообщений 18 октября 2017 г., с 13:00 до 14:00 мск.

Производительность. SISRE с годами улучшился и в настоящее время находится на уровне примерно от 1 до 2 метров. Отчасти это связано с лучшими характеристиками бортовых АСУ ТП новейших спутников ГЛОНАСС-М по сравнению с первыми спутниками ГЛОНАСС-М. Их относительная однодневная стабильность улучшилась с 10-13 до 2,4 × 10-14. РИСУНОК 5 показывает временной ряд последних значений SISRE, определенных Информационно-аналитическим центром позиционирования, навигации и синхронизации.Эти уровни ошибок могут привести к ошибкам позиционирования на основе псевдодальности с использованием широковещательных орбит и часов ГЛОНАСС примерно в два раза хуже, чем те, которые обеспечивает GPS — хотя в любой данный момент на точность позиционирования также влияют атмосферные эффекты и многолучевость, а это может преобладают над ошибками сигнала в пространстве.

РИСУНОК 5. Суточная среднеквадратичная ошибка дальности сигнала в пространстве ГЛОНАСС в метрах, определенная Информационно-аналитическим центром позиционирования, навигации и хронометража.

Гораздо более высокая точность определения местоположения может быть получена с использованием орбит и часов ГЛОНАСС, предоставляемых IGS и участвующими в ней аналитическими центрами. Это особенно верно, если измерения фазы несущей используются вместо или в качестве дополнения к измерениям псевдодальности. Комбинация правильно взвешенных измерений GPS и ГЛОНАСС оказалась полезной с точки зрения доступности, точности и эффективности, особенно для высокоточного позиционирования, выполняемого с использованием кинематики в реальном времени или подхода RTK.Кроме того, метод точного позиционирования (PPP), основанный на двухчастотных измерениях фазы несущей в реальном времени или на постобработке с точными эфемеридами спутников и данными часов, продемонстрировал, что кинематическая точность на уровне дециметра возможна с использованием данных ГЛОНАСС или Данные ГЛОНАСС в сочетании с данными GPS. Статические решения PPP только для ГЛОНАСС за 24 часа достигли точности на миллиметровом уровне.

Пользователей. Первоначальное внедрение ГЛОНАСС гражданскими и военными пользователями в бывшем Советском Союзе, а затем и в России, не говоря уже о других странах, было минимальным.Прототипы приемников только для ГЛОНАСС были разработаны для военных, а зарубежные приемники GPS / ГЛОНАСС были разработаны несколькими производителями для научных и других передовых приложений. IGS добавила в свою сеть набор приемников слежения за ГЛОНАСС в 1998 году и с тех пор постоянно увеличивала количество таких приемников. Однако потребительское использование ГЛОНАСС как в России, так и за ее пределами стало только недавно, когда были разработаны только ГЛОНАСС и комбинированные наборы микросхем GPS / ГЛОНАСС. Такие наборы микросхем теперь используются во многих мобильных телефонах, а также в портативных приемниках GNSS и автомобильных навигационных устройствах.

НОВЫЕ И УЛУЧШЕННЫЕ

Как упоминалось ранее, спутники ГЛОНАСС-K1 включают сигнал CDMA, сопровождающий унаследованные сигналы FDMA на новой частоте L3 1202,025 МГц. Скорость передачи кода ранжирования для сигнала CDMA составляет 10,23 мегакипа в секунду с периодом 1 миллисекунда. Он модулируется на несущей с использованием квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) с синфазным каналом данных и квадратурным пилотным каналом. Набор возможных кодов ранжирования состоит из 31 усеченной последовательности Касами.(Последовательности Касами, представленные Тадао Касами, известным японским теоретиком информации, представляют собой двоичные последовательности длиной 2m — 1, где m — четное целое число. Эти последовательности имеют хорошие значения взаимной корреляции, приближающиеся к теоретической нижней границе. Коды Голда, используемые в GPS являются частным случаем кодов Касами.) Полная длина этих последовательностей составляет 214 — 1 = 16 383 символа, но код ранжирования усечен до длины N = 10230 с периодом 1 миллисекунда.

Соответствующие символы навигационного сообщения передаются со скоростью 100 бит в секунду с половинной скоростью сверточного кодирования.Так называемый суперкадр навигационного сообщения (длительностью 2 минуты) будет состоять из 8 навигационных кадров (NF) для 24 обычных спутников на первом этапе модернизации ГЛОНАСС и 10 NF (продолжительностью 2,5 минуты) для 30 спутников в будущем. Каждая НФ (продолжительностью 15 секунд) включает 5 струн (по 3 секунды каждая). Каждая национальная федерация имеет полный набор эфемерид для текущего спутника и часть системного альманаха для трех спутников. Полный системный альманах транслируется в одном суперкадре.

Более легкие, негерметичные спутники K1 содержат два цезиевых и два рубидиевых АСП.Сообщается, что относительная суточная стабильность одного из рубидиевых AFS на спутнике K1 составляет 4 × 10-14. В результате SISRE для этого спутника составляет около 1 метра. Планируется добавить сигнал CDMA в L2 на будущих версиях спутников K1, получивших название K1 + (см. Ниже).

Спутники ГЛОНАСС-К2. Эти спутники будут тяжелее, чем спутники K1 и K1 +, с большими возможностями, включая сигнал CDMA на частоте GPS / Galileo L1 / E1. Перед запуском в серийное производство ИСС им. Решетнева сначала построит два спутника К2.Планировалось перейти на спутники K2 гораздо раньше, запустив только два спутника K1, которые сейчас находятся на орбите. Но, видимо, планы изменились из-за санкций, ограничивающих поставки радиационно-стойких электронных компонентов с Запада.

Теперь на ИСС им. Решетнева будут построены еще девять спутников ГЛОНАСС-К1. Неясно, сколько из них может относиться к разновидности K1 +. Спутники ГЛОНАСС-К1 теперь будут переходными спутниками между существующими спутниками ГЛОНАСС-М (включая полдюжины или около того, которые были изготовлены и хранятся на земле для будущих запусков по мере необходимости) и будущими спутниками ГЛОНАСС-К2.

На одном из первых спутников K2 будет установлен пассивный водородный мазер (PHM) AFS. PHM разрабатывался около десяти лет, и многолетние наземные испытания показали надежность и однодневную стабильность 5 × 10-15. Ожидается, что он внесет свой вклад в будущую 0,3-метровую SISRE.

Согласно недавнему отчету, спутники ГЛОНАСС-К2 начнут летные испытания в 2018 году, а серийное производство спутников ГЛОНАСС-К2 начнется в период 2019–2020 годов.

Улучшенные сети слежения. О разработке SDCM и связанной с ней сети слежения уже упоминалось. Станции сети SDCM оснащены комбинированными двухчастотными приемниками GPS / ГЛОНАСС, водородными мазерными атомными часами и прямыми линиями связи для передачи данных в реальном времени. Как упоминалось ранее, власти ГЛОНАСС изучают, может ли дополнительное использование станций SDCM для определения орбиты и часов ГЛОНАСС значительно повысить точность данных широковещательной передачи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

GPS, самая старая GNSS, продолжает модернизироваться и вскоре запустит первый спутник Block III или GPS III.Спутники GPS Block IIR-M и Block IIF уже передают новые сигналы. Galileo с самого начала запускает современные спутники, а BeiDou собирается начать запуск оперативной версии своих спутников BeiDou-3. ГЛОНАСС нельзя превзойти. Она предоставляет полезные услуги позиционирования, навигации и хронометража, по крайней мере, с 1996 года. Хотя временами уровень обслуживания опускался ниже приемлемого уровня, теперь это надежная система, и с объявленными улучшениями она станет соперником в будущем мире многоцелевых систем. GNSS.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЧТЕНИЕ

«Обновление программы ГЛОНАСС» И. Ревнивых, представленное на 11-м заседании Международного комитета по глобальным навигационным спутниковым системам, Сочи, Россия, 6–11 ноября 2016 г.

• Подробное описание ГЛОНАСС

«ГЛОНАСС» С. Ревнивых, А. Болкунова, А. Сердюкова и О. Монтенбрука, Глава 8 в Справочнике глобальных навигационных спутниковых систем Springer , под редакцией П.Дж.Г. Тойниссен и О.Montenbruck, опубликовано Springer International Publishing AG, Чам, Швейцария, 2017 г.

• Официальные сайты ГЛОНАСС

Информационно-аналитический центр позиционирования, навигации и синхронизации

Российская система дифференциальной коррекции и мониторинга

• Документы по управлению интерфейсом ГЛОНАСС

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, навигационный радиосигнал в диапазонах L1, L2 , издание 5.1, Российский институт космического приборостроения, Москва, 2008.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Общее описание системы сигналов множественного доступа с кодовым разделением каналов , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, открытый сервисный навигационный сигнал множественного доступа с кодовым разделением в полосе частот L1 , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Навигационный сигнал открытой службы множественного доступа с кодовым разделением в полосе частот L2 , издание 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Навигационный сигнал открытой службы множественного доступа с кодовым разделением каналов в полосе частот L3 , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Система дифференциальной коррекции и контроля Интерфейсный документ управления, радиосигналы и структура цифровых данных глобальной системы дополнения ГЛОНАСС, Система дифференциальной коррекции и мониторинга, Издание 1, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2012.

• Ранее GPS World Статьи по ГЛОНАСС

«ГЛОНАСС: разработка стратегий на будущее» Ю. Урличича, В. Субботина, Г. Ступака, В. Дворкина, А. Поваляева и С. Карутина в GPS World , Vol. 22, № 4, апрель 2011 г., стр. 42–49.

«GPS, ГЛОНАСС и многое другое: обработка множественных созвездий в международной службе GNSS» Т. Спрингера и Р. Даха в GPS World , Vol. 21, № 6, июнь 2010 г., стр. 48–58.

«Будущее уже наступило: GPS + ГЛОНАСС + SBAS = GNSS» Л. Ваннингера в книге GPS World , Vol. 19, № 7, июль 2008 г., стр. 42–48.

«ГЛОНАСС: обзор и обновление» Р.Б. Лэнгли в книге GPS World , Vol. 8, No. 7, июль 1997 г., стр. 46–50. Поправка: GPS World , Vol. 8, No. 9, сентябрь 1997 г., стр. 71. Доступно на линии:

«Космический корабль ГЛОНАСС» Н.Л. Джонсон в GPS World , Vol. 5, № 11, ноябрь 1994 г., стр. 51–58.

ГЛОНАСС — обзор | Темы ScienceDirect

3.11.1.10 Глобальные навигационные спутниковые системы

Успех GPS привел к разработке аналогичных будущих систем, обычно называемых GNSS. Для обеспечения глобального охвата каждая система GNSS обычно имеет группировку из 20–30 спутников, находящихся примерно на 12-часовой орбите. Некоторые системы дополняются несколькими спутниками на геостационарной или наклонной геостационарной орбите.

Российская система ГЛОНАСС (русское сокращение, которое буквально переводится как GNSS) была фактически разработана параллельно с GPS и к 1995 году достигла глобального покрытия с 24 спутниками на орбите.После последующего периода деградации к концу 2011 года система ГЛОНАСС была восстановлена ​​до полной группировки из 24 спутников, а по состоянию на 2013 год на орбите находилось 29 спутников. Многие современные приемники GNSS могут отслеживать как GPS, так и ГЛОНАСС. Как и GPS, орбиты и часы спутников ГЛОНАСС моделируются IGS. Однако отчасти из-за разных частот передачи спутников ГЛОНАСС, которые препятствуют применению методов разрешения неоднозначности фазы несущей, система не доказала, что может предоставлять геодезические решения с такой высокой точностью, как GPS.Тем не менее, данные ГЛОНАСС могут улучшить GPS в ситуациях, когда небо не полностью видно, например, в условиях городского каньона.

Примером разрабатываемой GNSS является европейская система Galileo, которая должна быть полностью готова к работе с 30 спутниками до 2020 года после нескольких лет начальной работоспособности. К октябрю 2012 года четыре спутника Galileo были введены в эксплуатацию, что позволило впервые получить решения для трехмерного позиционирования.

Китайская экспериментальная региональная навигационная спутниковая система (BDS) BeiDou, состоящая из пяти геостационарных спутников, расширяется для обеспечения глобального охвата.BDS планирует добавить к группировке 30 негеостационарных спутников, в том числе три на наклонной геостационарной орбите. К 2013 г. у BDS было 15 действующих спутников, а к 2020 г. планируется создать полную глобальную группировку.

Разрабатываются также региональные системы улучшения. В Японии планируется, что квазизенитная спутниковая система (QZSS) будет иметь три спутника на наклонной геосинхронной орбите для улучшения GPS в этом регионе. По состоянию на 2012 год в эксплуатации находился один спутник QZSS. Аналогичным образом, Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS) будет иметь семь спутников для дополнения GPS (три на геостационарной орбите и четыре на наклонной геостационарной орбите), а первый запуск запланирован на лето 2013 года.

Основной причиной разработки систем, альтернативных GPS, является обеспечение доступа к сигналам GNSS, которые не находятся под контролем какой-либо отдельной страны, с последствиями для военных во время войны и национальных чрезвычайных ситуаций, а также для гражданских институтов, таких как национальные авиационные власти, которые предъявляют строгие требования к гарантированному доступу к достаточному количеству сигналов GNSS в любое время.

Таким образом, будущее GNSS практически гарантировано. По аналогии с Интернетом, навигация и геопространственная привязка стали настолько неотъемлемой частью мировой инфраструктуры и экономики, что сейчас трудно представить себе мир будущего, в котором GNSS не будет широко распространена.Как доказал GPS, система GNSS не обязательно должна разрабатываться с учетом высокоточной геодезии, чтобы ее можно было успешно использовать в качестве высокоточного геофизического инструмента. Однако вполне вероятно, что будущие системы GNSS будут больше учитывать высокоточные приложения при их проектировании и, таким образом, могут быть даже лучше приспособлены для геофизических приложений, чем нынешняя GPS. Можно многое сделать для уменьшения ошибок, например, при калибровке изменения фазового центра в передающей спутниковой антенне или при передаче сигналов на нескольких разных частотах.

Таким образом, в будущем в спутниковой геодезии будет использоваться несколько систем GNSS одновременно и одновременно. Это приведет к повышению точности и надежности решений. Это также позволит найти новые способы зондирования и, мы надеемся, уменьшения систематических ошибок, связанных с конкретными системами GNSS и спутниками. Продолжающееся снижение стоимости приемных систем GNSS, несомненно, приведет к развертыванию сетей с гораздо более высокой плотностью (уменьшенное расстояние между станциями), что принесет пользу геофизическим исследованиям.Например, это позволит с более высоким разрешением определять накопление деформации из-за деформации земной коры в пограничных зонах плит.

Спутники и сигналы ГЛОНАСС | GEOG 862: GPS и GNSS для геопространственных специалистов

ГЛОНАСС коды C и P

Что касается сигналов, транслируемых спутниками ГЛОНАСС, первоначальная цель была аналогична плану, принятому в GPS, системе, которая обеспечит 100-метровую точность с намеренно ухудшенным стандартным C / A-сигналом и 10-20-метровую точность с P сигналы доступны исключительно военным.Однако все изменилось в конце 2004 года, когда Федеральное космическое агентство (FKA) объявило о плане предоставления доступа к высокоточным навигационным данным всем пользователям, основой которых является решение на основе кода с правой круговой поляризацией.

Кодовая модуляция несущей GPS L1

Источник: GPS для геодезистов

Приемник, собирающий сигналы от GPS или от большинства других созвездий GNSS, если на то пошло, собирает уникальный сегмент кода PRN от каждого спутника.Например, каждому спутнику GPS присваивается определенный сегмент 37-недельного кода P (Y); то есть SV14 назван так потому, что он передает четырнадцатую неделю кода P (Y). Кроме того, каждый спутник GPS передает свой собственный полностью уникальный сегмент кода C / A.

одновременно

Источник: http://www.pocketgpsworld.com/howgpsworks.php

Несмотря на то, что сегменты кода P (Y) и кода C / A, поступающие в приемник на L1, уникальны для своего спутника или источника, все они поступают на одной и той же частоте, 1575.42 МГц. То же верно и для кода P (Y), поступающего в L2. Все они работают на одной и той же частоте — 1227,60 МГц.

Множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA)

Этот подход известен как CDMA ( Множественный доступ с кодовым разделением каналов ). Технология CDMA была первоначально разработана военными во время Второй мировой войны. Исследователи искали способы связи, которые были бы безопасными при наличии помех. CDMA не использует частотные каналы или временные интервалы.Этот метод называется множественным доступом, потому что он обслуживает множество одновременных пользователей, а CDMA делает это на той же частоте. Как и в GPS, CDMA обычно включает в себя узкополосное сообщение, умноженное на сигнал PRN с более широкой полосой пропускания (псевдослучайный шум). Увеличенная полоса пропускания шире, чем необходимо для широковещательной передачи информации данных, и называется сигналом с расширенным спектром. Как вы читали, эти коды PRN прикрепляются к несущей GPS путем изменения фазы. Тогда все пользователи смогут получать одни и те же полосы частот.Чтобы эта работа работала, важно, чтобы каждый из кодов PRN, C / A, P (Y) и все остальные, имели высокие свойства автокорреляции и низкие свойства взаимной корреляции. Высокая автокорреляция способствует эффективному уменьшению расширения спектра и восстановлению уникального кода, исходящего от конкретного спутника, что включает сопоставление его с кодом PRN, доступным для этого спутника внутри приемника. Низкая кросс-корреляция означает, что процессу автокорреляции для сигнала определенного спутника не будет мешать какой-либо из сигналов другого спутника, которые одновременно поступают от остальной части созвездия.В CDMA каждый код, поступающий со спутника, транслируется на одной из трех уникальных несущих частот: L1, L2, L5. Есть разница между исходной схемой в системе ГЛОНАСС и GPS. Есть разница между CDMA и FDMA.

Множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA)

ГЛОНАСС с самого начала использовала другую стратегию. Как показано на рисунке, спутники передают сигналы L-диапазона, и, в отличие от GPS, каждый код, который приемник ГЛОНАСС собирает с любого из спутников ГЛОНАСС, точно такой же.Кроме того, в отличие от GPS, каждый спутник ГЛОНАСС передает свои коды на своей уникальной присвоенной частоте. Это известно как FDMA ( Множественный доступ с частотным разделением каналов, ). Это обеспечивает разделение сигналов, известное как улучшенный коэффициент спектрального разделения (SSC). Однако система требует более сложной разработки аппаратного и программного обеспечения. В отличие от GPS, каждый код, который приемник ГЛОНАСС получает от любого из спутников ГЛОНАСС, точно такой же. Однако каждый из них имеет разную частоту.Все спутники GPS используют одни и те же частоты, но разные сегменты кода. Все спутники ГЛОНАСС используют одни и те же коды, но разные частоты.

Полосы частот ГЛОНАСС

По материалам В. Дворкина и С. Каруртина, ГЛОНАСС: текущее состояние и перспективы, 3-я открытая конференция Allsat, слайд 13 из 24, Ганновер, 22 июня 2006 г.

Три диапазона ГЛОНАСС L имеют диапазон частот для назначения спутникам. ГЛОНАСС использует носителей в трех областях. Первый — L1 (~ 1602 МГц), в котором разделение между отдельными несущими равно 0.5625 МГц; диапазон составляет от ~ 1598,0625 до ~ 1607,0625 МГц. Второй — L2 (~ 1246 МГц), в котором разделение между отдельными несущими составляет 0,4375 МГц; диапазон составляет от ~ 1242,9375 до ~ 1249,9375 МГц. Третий — L3. Этот третий гражданский сигнал на L3 доступен на K спутниках и в новом частотном диапазоне (~ 1201 МГц), который включает 1201,743–1208,511 МГц и будет перекрывать сигнал E5B от Galileo. На L3 будет разделение между отдельными несущими 0,4375 кГц. Однако в этих диапазонах может быть до 25 каналов сигналов L-диапазона; в настоящее время на каждом есть 16 каналов для приема доступных спутников.

Обратите внимание на иллюстрацию: -7 слева и +9 справа для общего диапазона от центра 16. Как уже упоминалось, каждый канал отделен от других значком? F, который составляет 0,5625 МГц на L1. и 0,4375 МГц на L2. Может быть до 25 каналов сигналов L-диапазона. Этот номер нужен для того, чтобы каждый спутник в созвездии ГЛОНАСС мог иметь свой небольшой частотный сегмент. Это маленькие неровности, которые вы видите на иллюстрации. Другими словами, каждый спутник ГЛОНАСС передает один и тот же код, но каждый спутник получает свои частоты.

Стандартная длина кодового чипа на L1 ГЛОНАСС составляет 0,511 МГц — 3135,03 цикла L1 / чип стандарт и 5,11 МГц с точностью — 313,503 цикла L1 / чип. На уровне L2 они составляют 0,511 МГц — 2438,36 циклов L2 / чип в стандарте и точные 5,11 МГц — 243,836 циклов L2 / чип. Очевидно, что точный код будет быстрее. На L2 они стандартные 0,511 МГц и точные 511 МГц — разумеется, тем быстрее, чем точнее код. И, конечно же, существует такое разграничение между точным и стандартным сервисом в ГЛОНАСС, как и в GPS.

Спутники ГЛОНАСС

Сигналы, передаваемые разными поколениями спутников ГЛОНАСС.

OF 5 FDMA открытого доступа

SF 5 специальный (военный) FDMA

OC 5 CDMA открытого доступа

OCM 5 CDMA открытого доступа модернизирован.

Модернизация сигнала ГЛОНАСС

Глава Российского центра управления полетами GNSS объявил в своей презентации 20 февраля 2008 г. на Мюнхенской конференции по спутниковой навигации в Германии, что сигналы CDMA будут тестироваться в системе ГЛОНАСС, начиная с поколения спутников ГЛОНАСС-К.Фактически, с момента запуска в феврале 2011 года спутник «Ураган К» или ГЛОНАСС-К транслировал сигнал CDMA на L3 с центром на частоте 1202,025 МГц вместе с сигналом FDMA. Как видно из диаграммы, идет больше трансляций CDMA со спутников ГЛОНАСС. По мере развития событий спутники группировки ГЛОНАСС будут включать ГЛОНАСС-М, ГЛОНАСС-К1, ГЛОНАСС-К2 и ГЛОНАСС-КМ. Спутники ГЛОНАСС-К2 имеют расчетный срок службы 10 лет и передают гражданский сигнал CDMA в диапазоне L3 на частоте 1205 МГц.Модернизированный спутник ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-КМ) может передавать устаревшие сигналы FDMA на L1 и L2 и сигналы CDMA на L1, L2 и L3. Он также может передавать сигналы CDMA на частоте GPS L5 на частоте 1176,45 МГц. Информация о целостности GNSS может также транслироваться в третьем гражданском сигнале и глобальных дифференциальных эфемеридах и временных поправках.

Созвездие ГЛОНАСС

Источник: GPS для землеустроителя

Кроме того, изучается альтернатива существующей трехплоскостной группировке спутников с одинаковым разносом, которая также потребует отключения традиционных сигналов FDMA.Другими словами, в будущем могут быть некоторые изменения в подходе FDMA. Недавно Россия согласилась немного изменить архитектуру. Чтобы использовать только половину меньшего количества диапазонов, ГЛОНАСС теперь будет назначать ту же частоту спутникам, которые находятся в одной орбитальной плоскости, но всегда находятся на противоположных сторонах Земли. Это не только сократит количество радиочастотного спектра, используемого ГЛОНАСС; он может фактически улучшить свою широковещательную эфемеридную информацию. Использование такого большого количества частот затрудняет работу с широким диапазоном скоростей распространения и удержание эфемеридной информации, отправляемой приемникам, в приемлемых пределах.Есть ряд производителей приемников, у которых есть доступные приемники GPS / ГЛОНАСС, но различия между сигналами FDMA и CDMA увеличивают техническую сложность и стоимость такого оборудования. В последние несколько месяцев 2006 г. было упомянуто, что ГЛОНАСС, вероятно, сможет реализовать сигналы CDMA на третьей частоте и на L1. Это может упростить взаимодействие GPS и Galileo с ГЛОНАСС и, вероятно, повысит коммерческую жизнеспособность ГЛОНАСС.

Оба спутника передают на одной и той же частоте

Источник: https: // novatel.ru / an-Introduction-to-gnss / chapter-3-satellite-systems / …

Изменения в FDMA. В будущем могут быть некоторые изменения в подходе FDMA. Недавно Россия согласилась немного изменить архитектуру. Чтобы использовать только половину меньшего количества диапазонов, ГЛОНАСС теперь будет назначать ту же частоту спутникам, которые находятся в одной орбитальной плоскости, но всегда находятся на противоположных сторонах Земли. Это не только сократит объем радиочастотного спектра, используемого ГЛОНАСС, но и может улучшить ее эфемеридную информацию.Использование такого большого количества частот затрудняет работу с широким диапазоном скоростей распространения и удержание эфемеридной информации, отправляемой приемникам, в приемлемых пределах. Есть ряд производителей приемников, у которых есть приемники GPS / ГЛОНАСС, но различия между сигналами FDMA и CDMA увеличивают техническую сложность и стоимость такого оборудования. В последние несколько месяцев 2006 г. было отмечено, что ГЛОНАСС, вероятно, сможет реализовать сигналы CDMA на третьей частоте и на L1.Это может упростить взаимодействие GPS и GALILEO с ГЛОНАСС.

Спутниковая навигация — GPS — Как это работает

Спутниковая навигация основана на глобальной сети спутников, передающих радиосигналы на средней околоземной орбите. Пользователи спутниковой навигации больше всего знакомы с 31 спутником глобальной системы позиционирования ( GPS ) ^* . Соединенные Штаты, которые разработали и эксплуатируют GPS , и Россия, разработавшая аналогичную систему, известную как ГЛОНАСС , предложили международному сообществу бесплатное использование своих соответствующих систем.Международная организация гражданской авиации ( ИКАО, ), а также другие международные группы пользователей приняли GPS и ГЛОНАСС в качестве основы для возможностей международной гражданской спутниковой навигации, известной как Глобальная навигационная спутниковая система ( GNSS ). .

Рисунок: Земля со спутниками — объясняет, как работает GPS

Базовая услуга GPS предоставляет пользователям точность приблизительно 7,8 метра в 95% времени в любом месте на поверхности земли или вблизи нее.Для этого каждый из 31 спутника излучает сигналы приемникам, которые определяют свое местоположение, вычисляя разницу между временем отправки сигнала и временем его приема. GPS Спутники оснащены атомными часами, которые обеспечивают чрезвычайно точное время. Информация о времени помещается в коды, транслируемые спутником, так что приемник может непрерывно определять время, в которое был передан сигнал. Сигнал содержит данные, которые приемник использует для вычисления местоположения спутников и для внесения других корректировок, необходимых для точного определения местоположения.Приемник использует разницу во времени между временем приема сигнала и временем вещания для вычисления расстояния или дальности от приемника до спутника. Приемник должен учитывать задержки распространения или уменьшение скорости сигнала, вызванное ионосферой и тропосферой. Имея информацию о дальностях до трех спутников и местоположении спутника, когда сигнал был отправлен, приемник может вычислить свое собственное трехмерное положение. Атомные часы, синхронизированные с GPS , необходимы для вычисления дальности по этим трем сигналам.Однако, выполняя измерения с четвертого спутника, приемник избавляется от необходимости в атомных часах. Таким образом, приемник использует четыре спутника для вычисления широты, долготы, высоты и времени.

GPS — Как это работает

На этой анимации показаны спутники GPS , которые вращаются вокруг Земли и затем принимаются самолетом в полете. Анимация не содержит звука.

GPS состоит из трех сегментов:

^* Обратитесь к тихо.usno.navy.mil ( TXT ) для получения обновленной информации об общем количестве спутников GPS на орбите.

Дополнительные

GPS Руководства

Последнее изменение страницы: 22 июля 2020 г. 10:23:55 EDT

eCall / ЭРА-ГЛОНАСС | u-blox

eCall и ЭРА-ГЛОНАСС — это европейские и российские инициативы по объединению мобильной связи и спутникового позиционирования для оказания быстрой помощи автомобилистам в случае столкновения.

Системы, первая из которых основана на GPS, а вторая на ГЛОНАСС, отслеживают автомобильные датчики на предмет таких событий, как срабатывание подушки безопасности, чтобы автоматически передавать информацию о местоположении и вызывать помощь через экстренную сотовую службу. Мотивация для обеих систем — снижение последствий дорожно-транспортных происшествий в Европе и России.

При активации автомобильные системы автоматически инициируют экстренный вызов, передавая голос и данные (включая данные о местоположении) непосредственно в ближайший пункт ответа общественной безопасности, чтобы определить, следует ли отправлять службы спасения в известное место.

Основными функциями обеих систем является встроенный компьютер, который непрерывно контролирует датчики столкновения и спутниковый приемник позиционирования, чтобы инициировать автоматические данные и полнодуплексный голосовой вызов через выделенный беспроводной модем (например, GSM, UMTS) в случае чрезвычайной ситуации. Возможность внутриполосного модема, способность передавать данные по голосовому каналу, является ключевым требованием для обеих систем. Цель состоит в том, чтобы оснастить все автомобили в ЕС и России специализированным оборудованием либо в качестве первого блока в новых автомобилях, либо установить в уже существующие автомобили (послепродажные устройства).

В связи с приближающимся развертыванием ЭРА-ГЛОНАСС и eCall разработка автомобильных терминалов идет полным ходом. Правильный выбор компонентов имеет большое влияние на время вывода продукта на рынок. Важными факторами, которые следует учитывать, являются ноу-хау поставщика и его способность поддерживать проектные требования подсистем GPS / ГЛОНАСС и GSM / UMTS, всесторонняя поддержка программного обеспечения, сертификация беспроводного модема, прямая совместимость с будущими технологиями, а также возможность поставлять высококачественные автомобильные компоненты в больших объемах.u ‑ blox предоставляет компоненты для беспроводной связи и приемника GPS / ГЛОНАСС как для eCall, так и для ЭРА-ГЛОНАСС, которые соответствуют этим критериям. Для получения более подробной информации о решениях u ‑ blox и тестовой среде для eCall и ЭРА-ГЛОНАСС свяжитесь с u ‑ blox.

Дополнительное чтение:
Технический документ: «Европейский eCall будет развернут в 2015 году» (английский PDF, корейский PDF)
2-страничный флаер: eCall / ERA-GLONASS: решения u ‑ blox для экстренного реагирования
Примечание по применению: eCall / ERA Внедрение ГЛОНАСС в беспроводных модулях u ‑ blox
Технический документ: комплексный подход u ‑ blox к мульти-GNSS-позиционированию

.