Question

Доклад глобальные навигационные системы плиз

Answer 1

В последнее время наблюдается усиленное использование глобальных навигационных систем для определения координат как стационарных, так и подвижных объектов охраны.

Не осталась в стороне от использования современных достижений техники и вневедомственная охрана. В отделах охраны давно уже эксплуатируются такие навигационно-мониторинговые системы, как «Алмаз» (ООО «Кодос-Б», г.Москва), «Арго-Страж» (ЗАО «Навигационные системы», г.Омск), «Аркан» ЗАО «БалтАвтоПоиск», г.Санкт-Петербург, «Приток GPS» ООО («Охранное бюро Сократ», г.Иркутск).

В основе этих и многих других навигационных систем лежит GPS-приемник (навигационная система «Аркан» может использовать и традиционный радиопеленгационный метод определения местоположения объекта), поэтому сотрудникам, использующим в своей работе данные системы, необходимо в общих чертах представлять принципы работы GPS и четко знать, что можно требовать от таких систем, и чего не стоит от них ожидать.

Понимания принципов работы навигационных систем и их правильная эксплуатация является залогом успешной работы.

За таинственной аббревиатурой GPS скрывается Global Positioning System — система глобального позиционирования. Первоначально проект создавался и использовался военными США как средство для определения координат в режиме реального времени в любой точке земного шара и имел название Navstar (Navigation system with timing and ranging — навигационная система определения времени и дальности), тогда как аббревиатура GPS появилась позже.

Принцип работы GPS

В основу работы любой навигационной системы положен принцип триангуляции, т.е. определение местоположения объекта по дальности до трех известных точек в пространстве.

Для простоты будем считать, что у нас имеются три неподвижных спутника, и мы с высокой точностью знаем их координаты, тогда, анализируя время распространения синхронно излучаемого от них радиосигнала, мы определим свои координаты в трехмерном пространстве. Дальность до цели, анализируя время прихода отраженного радиосигнала сигнала от объекта, в радиолокации определяли еще в начале ХХ века, в спутниковых навигационных системах используется тот же принцип.

К сожалению, на этом сходство между традиционными и спутниковыми системами определения местоположения объектов исчерпывается. В реальной жизни спутники двигаются с огромной скоростью по своим орбитам на высоте порядка 20 тыс. км. Поэтому на Земле мы не знаем время синхронного излучения со спутников и их координаты.

Для разрешения данных противоречий разработчики решили установить на борту спутников атомные часы. Они исключительно точные и дорогие. Они стоят около 100000 долларов, и каждый спутник имеет их 4 штуки, чтобы можно было гарантировать надежность работы. Таким образом, была решена проблема синхронизации (вопрос одновременного излучения радиосигнала) со спутников.

Вопрос определения местоположения спутника на орбите решается путем передачи с наземных станций слежения данных об их орбитах в центр управления, где вычисляются уточнённые элементы траекторий. Указанные параметры вносятся в альманах и передаются на спутники, а те, в свою очередь, отсылают эту информацию всем работающим приемникам. Для контроля орбит и координат спутников существуют четыре наземных станции слежения,

системы связи и центр управления, подконтрольные министерству обороны США. Принимая во внимания то, что полет на высоте 20 тыс.км происходит в безвоздушном пространстве, он с высокой точностью описывается математическими зависимостями. С учетом всего выше сказанного была решена проблема определения местоположения спутника на орбите.

Осталось решить вопрос определения точного времени в наземном приемнике GPS-cигнала. Дело в том, что наши часы в приемнике GPS-сигнала имеют огромную погрешность измерения времени по сравнению со скоростью распространения радиосигнала в пространстве.

Для решения этой проблемы используется сигнал от четвертого спутника. 

Если известно расстояние А до одного спутника, то координаты приемника определить нельзя (он может находиться в любой точке сферы радиусом А, описанной вокруг спутника). Пусть известна удаленность В приемника от второго спутника. В этом случае определение координат также не представляется возможным — объект находится где-то на окружности (она показана синим цветом на рис. 1), которая является пересечением двух сфер. Расстояние С до третьего спутника сокращает неопределенность в координатах до двух точек (обозначены двумя жирными синими точками на рис.1). Этого уже достаточно для однозначного определения координат — дело в том, что из двух возможных точек расположения приемника лишь одна находится на поверхности Земли (или в непосредственной близи от нее), а вторая, ложная, оказывается либо глубоко внутри Земли, либо очень высоко над ее поверхностью. 

Answer 2

Глобальные навигационные системы (ГНСС) - это системы, которые обеспечивают позиционирование и навигацию в реальном времени по всему миру. Они используются для определения местоположения, ориентации и времени с высокой точностью.

На сегодняшний день существует несколько основных ГНСС, включая GPS (Глобальная система позиционирования), ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система), Galileo и BeiDou. Все эти системы состоят из сети спутников, земных станций и приемников, которые работают вместе для определения точного местоположения и ориентации пользователя.

GPS была первой ГНСС, разработанной и запущенной Соединенными Штатами в 1970-х годах. Она состоит из 24 спутников, которые обращаются вокруг Земли на определенных орбитах. Приемник GPS получает сигналы от нескольких спутников и использует их для определения местоположения пользователя по трилатерации.

ГЛОНАСС - это российская ГНСС, которая была создана в 1980-х годах. Она состоит из 24 спутников, расположенных на нескольких орбитах. Приемник ГЛОНАСС также использует трилатерацию для определения местоположения пользователя.

Galileo - это европейская ГНСС, которая была запущена в 2016 году. Она состоит из 30 спутников, которые обращаются на трех орбитах. Galileo предлагает более высокую точность и надежность позиционирования, чем GPS или ГЛОНАСС.

BeiDou - это китайская ГНСС, которая была запущена в 2000 году. Она состоит из 35 спутников, расположенных на нескольких орбитах. BeiDou также предлагает высокую точность позиционирования и навигации.

ГНСС имеют широкий спектр применений, включая автомобильную навигацию, морскую навигацию, аэронавигацию, геодезию, картографию и телекоммуникации. Они также используются военных целях, таких как наведение оружия и военная навигация.

В целом, ГНСС являются важной технологией, которая значительно облегчает и улучшает нашу способность определять местоположение и ориентацию в реальном времени. Они играют ключевую роль в нашей современной жизни, и их значение только увеличивается с развитием новых технологий и приложений.