Що за звір такий "ГЛОНАСС"
Про те, навіщо росіянам ці супутники, і як вони можуть стати у пригоді звичайним обивателям, розповідає працівник "Російських космічних систем", лепро-юзер Дмітрій Платонов:
От чего зависит точность решения?
В первую очередь — от количества видимых спутников и их расположения на небе. Если у нас меньше 4 аппаратов — то решения не будет вообще. Если все видимые спутники сгруппированы в одной области неба — то решение будет плохое, точка будет скакать на десятки и даже сотни метров. Так бывает, например, когда мы пытаемся поймать сигнал у окна. Оптимальная геометрия — когда спутники "растопырены", есть и зенитные, и загоризонтные. Такое бывает только в поле, в городе же дома мешают приему (через дома сигнал не "пробивает").
Второй фактор — качество сигнала. Для того, чтобы его улучшить его — нужно использовать внешнюю антенну. Например, в автомобиле её лучше всего расположить на крыше.
Двухчастотые приемники, которые принимают оба сигнала, излучаемых спутником (в диапазонах L1 и L2) позволяют свести к нулю ошибку, вносимую ионосферной задержкой. В ширпотребной аппаратуре такие приемники обычно не используются, так как это сделает чип почти в два раза дороже.
Ну и третий фактор — точность информации, передаваемой с борта, т. е. информации об орбитах и поправках к часам спутника. Станции, входящие в наземный сегмент ГНСС, определяют с помощью радио — и лазерных измерений орбиты, а потом прогнозируют их с высокой точностью (десятки сантиметров) и закладывают из на космические аппараты, а те в свою очередь передают потребителю. Если точность этих данных низкая, то и решение будет плохим. А точно спрогнозировать орбиты не так уж и просто. Казалось бы, чего тут — задача курса школьной физики. Однако, не тут–то было. Земля — не материальная точка, её гравитационное поле "изрыто" и неоднородно, поэтому спутник летит, как будто едет по российской дороге, подпрыгивая и проваливаясь. Солнце, Луна и планеты тянут в совою сторону, солнечный ветер сдувает, а тут еще Землю колбасит (прецессия земной оси, вот это все). В общем, не просто. И чем больше станций есть у каждой ГНСС, тем прогноз можно получить.
Вообще, зачем нужно тратить миллиарды на ГЛОНАСС? Ведь GPS устраивает большинство из нас.
Во–первых, военные. Не могут же они использовать систему вероятного противника, в которой к тому же гражданские потребители могут быть отключены в любой момент (при сохранении работоспособности для "их" военных, и даже мощность сигнала может быть увеличена для противодействия средствам РЭБ).
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Американські військові відправили в космос надсекретний супутник
Для военных ГНСС — это не только и не столько средство навигации кораблей, самолетов, танков, пехоты — но в большей степени средство наведения, в том числе и для стратегических видов вооружения. Высокоточное поражение объектов на больших расстояниях невозможно без ГНСС.
Во–вторых, две системы лучше чем одна. В городах, в условиях высотной застройки каждый спутник на счету. Совместная обработка двух систем позволяет в 1.5–2 раза увеличить точность. А в некоторых случаях получить решение там, где по каждой системе в отдельности определиться невозможно.
Какие задачи сейчас решает ГНСС, кроме навигации?
В режиме пост–обработки сейчас можно получить точности лучше 1 см. Это позволяет наблюдать, например, за твердотельными приливами. Не только океаны "дышат" под действием Луны — но и земная кора "плавает" вверх–вниз на десятки сантиметров.
Таким же образом можно наблюдать и за движением континентальных плит. Мониторить здания, мосты и прочие объекты — если они начали деформироваться, значит нужно срочно осматривать их на наличие трещин, просадку фундамента и т. д.
Ну про мониторинг транспорта наверное все знают.
Геодезисты все чаще используют ГНСС. Строители, есть даже проект автоматического комбайна, который будет косить рожь, опираясь на сигналы ГЛОНАСС — а оператору нужно будет только поставить ему задачу — от сих до сих.
Что лучше — ГЛОНАСС или GPS с технической точки зрения?
У нас орбиты спутников оптимизированы для лучшей работы в высоких широтах. Но спутников меньше. Надежность наших аппаратов тоже хуже. Станций в наземном комплексе управления меньше. Таким образом, параметры системы в целом — несколько хуже, чем у GPS. Но система развивается, разрабатываются новые модификации аппаратов, планируется расширение системы, вводятся новые сигналы, создаются функциональные дополнения. В общем, все только начинается! Меня иногда спрашивают — может, и нет никакого ГЛОНАСС? Деньги списали, а на орбиту не слетаешь, не проверишь. Так вот — я вас уверяю, спутники есть, и они работают.
Как повысить точность?
Можно использовать дифференциальный режим. У нас один приемник — базовый, координаты его мы знаем. Передавая с него поправки на расположенные по близости приемники, мы можем снизить ошибку.
Пост–обработка записанных "сырых" данных (дальностей до спутников) позволяет получать сантиметровые точности для неподвижных объектов и дециметровые — для подвижных.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: Bing запустив нормальні мапи для України
Комплексирование с инерциальной системой навигации помогает значительно улучшить параметры обеих систем.
На автомобиле можно использовать информацию от датчиков оборотов колес — это устраняет "дрожание" трека и позволяет строит траекторию даже там, где сигналов от спутников нет — например, в туннелях.
Несколько интересных фактов.
Изначально система ГЛОНАСС называлась "УРАГАН".
Мощность сигналов ГНСС на поверхности Земли такая низкая, что шумы их значительно превосходят. Восстановить сигнал удается только с помощью цифровой обработки сигналов и статистических методов.
Аппараты ГЛОНАСС обычно выводятся по 3 штуки за запуск. Естественно, в одну орбитальную плоскость (изменение наклонения орбиты — энергетически затратный маневр). Потом они "своим ходом" летят в назначенные места на орбите и "якорятся" там. По идее, спутник при необходимости может перейти из одного "слота" в другой по команде с земли.
Оригінал: leprosorium.ru
