Знаете ли вы, что в мире существует две системы позиционирования, способные подсказать месторасположение в любой точке планеты, и одна из них отечественной разработки. Поговорим о ней. Итак, система ГЛОНАСС на авто – что это, как она работает и в чём её особенности?

Историческая справка будет как нельзя будет кстати, это поможет разобраться с вопросом «ГЛОНАСС что это такое?» и более детально вникнуть в тему статьи. Начнём с азов.

ГЛОНАСС представляет собой систему спутниковой навигации, а это значит, что для её работы используются космические аппараты, летающие по орбитам вокруг Земли, и для обеспечения навигации в любой точке планеты их нужно много.

Работы по созданию отечественной навигационной системы начались ещё в 1976 году, и изначально она имела сугубо военное назначение.

Первые спутники на орбите появились лишь 6 лет после начала проектных работ, а на сегодняшний день их уже насчитывается 28.

Нужно отметить, что для нормальной работы, обеспечивающей глобальное покрытие, ГЛОНАСС нужно 24 космических аппарата.

Таким образом, наша отечественная система навигации стала второй в мире после GPS, способной дать точные координаты (точность для гражданских пользователей 5-10 метров), в любой точке планеты.

Как мы уже сказали выше, глобальное покрытие навигационной системы обеспечивают 24 спутника.

Помимо них, для работы нужны наземные станции контроля и, конечно же, клиентское оборудование (приёмники, навигаторы) – то, которое нам с вами и сообщает о месторасположении.

Затем полученные от них данные калькулируются по специальным алгоритмам, высчитывающим время отправления сигнала от спутника и время получения их навигатором, и выдаются результаты в виде точки на карте.

Точность, как уже отмечалось, достигает 5-10 метров, но в реальности могут присутствовать погрешности и ошибки, снижающие её вплоть до сотен метров.

Связано это может быть с расположение космических аппаратов в конкретный момент времени или даже с погодными условиями.

Вот такой примерно принцип действия навигации ГЛОНАСС.

Система ГЛОНАСС на авто

Система ГЛОНАСС на авто – это не только приятная опция, позволяющая вам не потеряться в незнакомом месте. Многие из вас слышали о технологии ЭРА-ГЛОНАСС.

Суть ЭРА-ГЛОНАСС заключается в том, чтобы в автоматическом режиме или по нажатию специальной кнопки сообщить экстренным службам о внештатной ситуации.

Например, о ДТП, с точными координатами и дополнительными данными (vin-код авто, количество пассажиров, скорость в момент столкновения и прочее).

Нужно отметить, что с 2017 года данная система является обязательной для всех новых машин.

Давайте рассмотрим несколько вопросов: ЭРА ГЛОНАСС что такое за технология и как она устроена?

Чтобы передать важную информацию комплект ЭРА-ГЛОНАСС содержит такие компоненты:

• навигационный модуль;
• модуль сотовой связи;
• блок управления с кнопкой SOS;
• датчики удара и перегрузок;
• микрофон и динамик.

Если в дороге с вами случилась неприятность и вы попали в аварию, то по нажатию кнопки SOS система передаст по каналу сотовой связи информацию оператору, который незамедлительно свяжется с вами для выяснения обстоятельств.

Если сигнал поступил в автоматическом режиме и оператор не смог связаться ни с кем из авто, то тогда он сразу же направляет экстренные службы спасения на место происшествия.

Как вы видите, система ГЛОНАСС на авто может принести не только пользу в виде демонстрации местоположения, но и в случае чего .

Как обзавестись системой ЭРА-ГЛОНАСС?

Внимательный читатель заметил, что все новые авто в России с 2017 года должны быть оборудованы этой технологией.

Но что если машина у вас появилась не вчера, а иметь такую полезную опцию хотелось бы? Как установить ГЛОНАСС на автомобиль?

На самом деле это реально. Для этого необходимо обратиться в специальный сертифицированный центр, где вам подберут подходящий модуль; там же специалисты-техники могут выполнить и монтаж.

Они подберут подходящее место в авто под устройство, как правило, его ставят под приборной панелью, установят антенну, подключат всё к бортовой сети и опломбируют. На всё про всё уйдёт не более часа.

Опытные автолюбители смогут и самостоятельно установить модули ЭРА ГЛОНАСС на автомобиль. В принципе, процедура не требует высокой квалификации – самое сложное это грамотно подключиться к бортовой сети машины.

Немного сложнее дела обстоят у автопроизводителей. Если рядовой автовладелец потратит на установку модуля в лучшем случае сотню евро, то компаниям, которые машины производят необходимо ещё проходить сертификацию, а это очень большие суммы.

К сожалению, затраты повлияют и на стоимость авто – массовые модели с ЭРА-ГЛОНАСС на борту могут подорожать на несколько десятков тысяч рублей.

Как видим, коллеги, система ГЛОНАСС на авто может оказаться очень полезной.

На этом разрешите откланяться и пожелать вам только приятных поездок на своих машинах. До новых встреч!

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

История появления ГЛОНАСС.

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

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

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

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

Принцип действия системы ГЛОНАСС.

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

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

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

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

В чём отличие GLONASS от GPS.

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

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

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

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

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

Применение системы ГЛОНАСС в устройствах гражданского назначения

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

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

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

Видео о принципах работы самых крупных в мире навигационных систем.

Необходимость определения своего местоположения, а еще лучше точных географических координат, во все времена была первоочередной задачей мореплавателей, путешественников и военных. Именно для решения военных задач во второй половине 20 века и была задумана глобальная навигационная система. Зародилась идея в США, где уже в 1964 году появилась первая позиционирования, предназначенная для военных целей. В СССР своя система определения местоположения была запущена в 1967 году.

Первые системы были очень несовершенны, точность определения координат была слабой, навигационные спутники часто выходили из строя и свое местоположение можно было узнать примерно раз в 2 часа. Но сама идея была прорывной, и именно на этих первых системах отрабатывалось и доводилось до ума то, что сегодня мы называем навигационной системой определения местоположения. Давайте разберемся, как же работает спутниковая система навигации.

Как работают навигационные системы GPS и ГЛОНАСС

Физические принципы работы навигационной системы

Общий алгоритм работы системы GPS и ГЛОНАСС

1. Основная идея;
2. Определение расстояния до спутников;
3. Синхронизация по времени;
4. Определение положения спутника на орбите;
5. Корректировка погрешностей.

Основная идея

С появлением искусственных спутников Земли и установкой на них передатчиков радиосигнала гигагерцовой частоты, появилась возможность принимать от них этот сигнал над достаточно обширной территорией. Если измерить точное расстояние до 3-х спутников, то при совмещении 3-х сфер, радиус которых и есть расстояние до спутников, они пересекутся в единственной точке, которая и будет вашим местоположением. Дальнейшие расчеты показали, что для гарантированного наблюдения 3-х спутников с территории любой точки Земли, необходимо запустить 18 передатчиков. А для дополнительного определения положения над поверхностью Земли и точной корректировки времени необходимы данные еще с одного спутника. Соответственно 24 спутника будет достаточно для полного определения координат в любой точке земного шара.

Ударная сила №115: «Космический навигатор»

Определение расстояния до спутников

Из школы мы знаем, что для определения расстояния необходимо скорость объекта умножить на время. Соответственно, зная скорость распространения сигнала, а в вакууме это скорость света, и время его прохождения можно легко рассчитать путь, те есть расстояние до спутника. Чтобы определить промежуток времени необходимо знать точное время подачи и приема сигнала. Для этого на спутнике устанавливаются очень точные атомные часы, и время подачи сигнала записывается и передается отдельным пакетом данных.

На земле навигационный приемник, принимая сигнал, засекает время приема и отнимает от него полученное отдельно время подачи сигнала. Полученный отрезок времени и будет временем прохождения сигнала от спутника до приемника. После умножения данного временного отрезка на скорость света и получится искомое расстояние до спутника.

Система GPS слежения

Синхронизация по времени

Итак, для определения местоположения теоретически необходимо провести измерения расстояний до трех любых спутников. Но в бытовых приемниках навигационных сигналов стоят обычные кварцевые часы, имеющие определенную погрешность. Поэтому для того, чтобы на практике правильно определить местоположение необходимо произвести еще одно измерение до четвертого спутника. Имея четыре измерения расстояний можно с помощью специально созданной компьютерной программы синхронизировать время спутников со временем приемника и определить точное местоположение.

Определение положения спутника на орбите

При проведении расчетов очень важно знать точное место спутника в момент подачи радиосигнала. С помощью компьютеров производится расчет точного положения спутника на орбите через заданные очень маленькие промежутки времени. Эта информация заноситься в память компьютера установленного на спутнике и передается в излучаемом им сигнале.

Корректировка погрешностей

• При любых измерениях существует вероятность ошибок . Источниками ошибок в нашем случае являются преимущественно два фактора: погрешности измерения времени и прохождения радиосигнала через ионосферу Земли.
• Погрешности при измерении времени будут всегда . Просто невозможно сделать часы, сохраняющие точность на протяжении всего времени эксплуатации – все равно понадобиться корректировка набегающей погрешности измерения.
• Еще одно узкое место при расчете расстояния – наличие у Земли ионосферы. Через ионосферу по законам физики радиосигнал не может распространяться со скоростью света, поэтому формула определения пути на этом участке будет рассчитываться неправильно.
• Для того чтобы минимизировать влияние этих факторов вводят так называемые корректировочные коэффициенты , с помощью которых удается значительно улучшить точность вычисления местоположения.

Существующие навигационные системы

В настоящее время есть всего две полностью глобальные системы – GPS и ГЛОНАСС. Физические принципы работы их полностью идентичны, а системы различаются только высотой орбит эшелонов спутников и частотами используемых радиосигналов, кроме того обе системы оснащены дополнительным более точным кодированным радиосигналом используемым только для военных целей. Навигационная система – это комплекс высокотехнологичных, дорогих и очень сложных в обслуживании устройств, располагают которыми пока только США и Россия.

Система ГЛОНАСС мониторинга является современным инструментом, который позволяет оптимизировать затраты и ведение бизнеса с использованием автомобильного парка.

В России была развернута система спутниковой навигации и мониторинга ГЛОНАСС отечественной разработки, которая может быть установлена даже на . Многие автомобилисты до сих пор не знают, что такое ГЛОНАСС в автомобиле, как она работает, и в чем заключаются преимущества этой системы. В данной статье мы расскажем, как работает система ГЛОНАСС мониторинга в автомобиле.

Что собой представляет система ГЛОНАСС

Система ГЛОНАСС мониторинга является современным инструментом, который позволяет оптимизировать затраты и ведение бизнеса с использованием автомобильного парка. Система ГЛОНАСС выгодна тем, что ее оборудование дешевле системы GPS, и цена на него постоянно снижается. На фоне массового применения систем навигации в автомобилях, это будет лучшим предложением на рынке.

На данное время бизнес проводит мониторинг и контроль перемещения своего автомобильного транспорта с помощью глобальных систем спутников и различного оборудования спецназначения. Для такого мониторинга на каждый автомобиль компании или частного лица следует установить систему спутникового мониторинга с приемником ГЛОНАСС.

К преимуществам системы мониторинга и слежения ГЛОНАСС можно отнести следующее:

— контроль скоростного режима автомобиля с помощью автомобильного трекера;

— контроль за перемещением, обеспечиваемый маячком ГЛОНАСС;

— контроль режима работы и времени на отдых с помощью тахографа;

— наличие тревожной кнопки для безопасности водителя и перевозимого груза;

— контроль расхода топлива;

— обеспечение постоянной связи с водителем автомобильного транспорта.

По многим отзывам руководителей различных компаний, благодаря установке системы мониторинга ГЛОНАСС удается снизить расходы на обслуживания автомобильного парка: уменьшить расходы на топливо, сократить затрачиваемое время на работу, отсутствие возможности использования автомобиля в личных целях водителя, повысить дисциплину водителей и экспедиторов.

Система ГЛОНАСС является глобальной сетью. Ее работа основывается на использовании наземного и космического оборудования.

Принципы работы системы ГЛОНАСС в автомобиле

Раз уж ГЛОНАСС является российской альтернативой американской системе GPS, то и рассматривать принцип работы системы ГЛОНАСС нужно в сравнении с системой GPS.

Система ГЛОНАСС является глобальной сетью. Ее работа основывается на использовании наземного и космического оборудования. Изначально система ГЛОНАСС создавалась для нужд военных, но потом ее разработчики решили поставить программу на коммерческую основу. Если объяснять по-простому принципы работы системы ГЛОНАСС, то ее работа – это результат взаимодействия космических спутников, систем управления на земле и устройств в клиентских автомобилях (навигаторы, маячки, приемники, трекеры и т.д.).

Работу системы ГЛОНАСС обеспечивают 24 космических спутника. При этом, чтобы определить точные координаты клиентского устройства, достаточно подсоединиться только к четырем спутникам. Этого достаточно, чтобы установить точную широту, долготу, высоту и время. Все 24 спутника имеют такие орбиты, что любое клиентское устройство, находящееся в любой точке Земного шара всегда может подсоединиться к четырем или более космическим спутникам системы. Суть такого распознавания координат местоположения заключается в следующем. Устройство, допустим, навигатор ГЛОНАСС, получает от спутника информацию о местонахождении спутника, в котором указывается точное время. Приемник сигнала навигатора сравнивает время получения сообщения от спутника с временем отправки, тем самым определяя точное расстояние до спутника. Если данную процедуру произвести одновременно с четырьмя спутниками, то программа может точно определить местонахождение клиентского устройства в заданное время. Однако на практике, как обычно, у системы ГЛОНАСС тоже случаются ошибки, и она может указать место с погрешностью на 10, а то и 100 метров.

Причиной таких высоких погрешностей системы ГЛОНАСС является несовершенная геометрия космических спутников, под которой имеют в виду расположение космических спутников по отношению друг к другу. Если, допустим,приемное устройство подсоединиться к четырем спутникам, находящимся на одной стороне Земного шара (на востоке), то погрешность определения местонахождения может составить порядка 150 метров. Это происходит из-за однообразности принимаемых сигналов. Кроме того, сигнал, идущий от спутника, в пасмурную погоду или в мегаполисе может отражаться от туч или высотных зданий, а не идти напрямую, что тоже дает погрешность выдаваемых данных. Также погрешность в рассчитанных данных местоположения является платой за то, что военные поделились такой важной технологией с гражданскими структурами.

По многим отзывам руководителей различных компаний, благодаря установке системы мониторинга ГЛОНАСС удается снизить расходы на обслуживания автомобильного парка: уменьшить расходы на топливо, сократить затрачиваемое время на работу, отсутствие возможности использования автомобиля в личных целях водителя, повысить дисциплину водителей и экспедиторов.

Различия между системами ГЛОНАСС и GPS

Теперь рассмотрим принципы работы системы GPS, чтобы можно было их сравнить с российской системой ГЛОНАСС.

Система GPS также является глобальной системой позиционирования. Она была реализована на протяжении десяти лет – с 1983 по 1993 годы. Работа системы GPS – это результат взаимодействия:

— космической спутниковой группировки;

— наземных станций системы;

Пользовательской аппаратуры, которая принимает сигналы (навигаторы, маячки, приемники, трекеры и т.д.).

Главной особенностью системы мониторинга GPS является положение ее группы спутников. Всего у спутниковой группировки шесть плоскостей. В каждой из плоскости находится по четыре спутника. Все они вращаются по круговым орбитам. В итоге в любой точке Земного шара клиентское устройство может одновременно словить сигналы от 6 д о12 спутников.

Сравнение основных параметров двух спутниковых систем позиционирования ГЛОНАСС и GPS представлено в таблице ниже.

По результатам сравнения можно сделать вывод, что система GPS точнее системы ГЛОНАСС. Однако наша отечественная система ГЛОНАСС молодая, она развивается. В скором времени она догонит систему GPS по точности определения местоположения объектов с приемниками сигналов. Чтобы купить автомобиль с системой ГЛОНАСС, вам нужно его зарегистрировать. Об этом .

Что GPS предназначены для одной и то же цели — определить время и место с максимальной точностью. И по сути — это одно и тоже, только созданы были в разных странах. Углубимся в историю…

Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. Суть ее заключалась в том, что, если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты.

Реализована эта идея была через 20 лет. Первый тестовый спутник был выведен на орбиту 14 июля 1974 года США, а последний из всех 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г., таким образом, встала на вооружение. Стало возможным использовать GPS для точного наведения ракет на неподвижные, а затем и на подвижные объекты в воздухе и на земле.

В СССР тогда немного задержались и начали создавать систему ГЛОНАСС только спустя 8 лет — в 1982, 12 октября был выведен первый ГЛОНАСС спутник. Несмотря на такое опоздание, система окончательно вышла на рабочий режим в 1995 году, чуть позже американцев. Вследствие недостаточного финансирования, а также из-за малого срока службы, число работающих спутников сократилось к 2001 году до 6. Но сейчас, благодаря Владимиру Владимировичу Путину, орбитальная группировка спутников ГЛОНАСС практически полностью восстановлена.

Так, спутники есть, что происходит дальше? А дальше сигнал, который излучают спутники, принимается устройством, например, навигатором в Вашем автомобиле. Для того, чтобы приемник смог точно определить свое местоположение, ему необходимо «выловить» на небосводе не менее 4-х спутников. Почему 4? Здесь немного геометрии. Представим шар, это будет наша планета. Теперь точку на расстоянии от искомого шарика — это наш спутник. По спутниковому сигналу приемник определяет точное расстояние до спутника (только расстояние, не более того). Теперь представим, какую форму примет то множество точек на шарике, которые находятся на заданном расстоянии от точки? Верно, это будет круг! То есть, если будет всего один спутник, то мы увидим кучу вероятных месторасположений в виде пояса на планете. Это нам ни к чему.

Добавим второй спутник, то есть вторую точку под углом в 120 градусов (это угол между орбитами спутников ГЛОНАСС, три орбиты — 360, то есть весь круг, в GPS — 6 орбит, угол 60). Добавили? Отлично, снова получили расстояние до спутника, то есть еще один круг, при наложении на первый круг мы получим две общие точки, там, где круги пересеклись. Уже лучше, но все равно недостаточно.

Ставим третий спутник, получаем расстояние, еще круг и… Ура! Мы получили ту самую искомую точку на плоскости. Но, позвольте, а зачем нам четвертый спутник? А с четвертого мы получим точное время, по которому вычислим географическое положение трех первых спутников и, соответственно, узнаем точные координаты нашего приемника, то есть нас.

Надеюсь, не слишком мудреное описание. Если не совсем понятно, советую взять теннисный мячик и 3 резинки для волос. Положите их на мячик и поэкспериментируйте, попробуйте передвинуть одну из резинок, в общем, этот нехитрый прием поможет Вам своими руками создать систему навигации и понять, как она работает, пусть и на теннисном мячике.

Итак, с развитием систем, историей и принципом работы вроде разобрались. Теперь ответим на изначальный вопрос — что GPS, что ГЛОНАСС — это система спутников, которые предназначены для точного определения географических координат и точного времени. GPS, иначе ее называют NAVSTAR — американская группировка спутников, ГЛОНАСС — российская. мы рассмотрим различные устройства для работы с этими системами и прочие интересные моменты.