Системы картирования урожайности - Системы контроля семяпроводов - Почвоотборники-пробоотборники - Системы параллельного вождения - Навигационная система для сельского хозяйства - Полевой компьютер

Библиотека



ГЛОНАСС – Глобальная навигационная спутниковая система

Первой спутниковой навигационной системой в СССР стала система Циклон. Она была принята на вооружение в 1976 году. Позднее в 1979 году появился гражданский аналог этой системы навигации под названием Цикада. Обе навигационные системы работали на основании эффекта Доплера, но имели серьезные недостатки. Количество спутников в военном варианте составляло всего лишь 6 космических аппаратов, а в гражданском – 4. Таким образом, интервал между получением сигналов составлял до полутора часа. Также эти системы давали погрешность более 100 метров, и с их помощью можно было определить только 2 координаты.

По этим причинам 12 октября 1982 состоялся запуск спутника для новой навигационной системы ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система). По замыслу создателей системы она должна включать в себя 24 спутника, запущенных на 3 орбиты высотой 19 100 километров. Определение расстояния происходит аналогично системе GPS. 24 сентября 1993 года ГЛОНАСС начала свою работу, а в 1995 году спутниковая группировка насчитывала 24 аппарата. Но впоследствии количество работающих спутников сократилось из-за недостатка финансирования.

В 2001 году была разработана программа «Глобальная навигационная система», согласно которой бесперебойная навигация на территории России должна была появиться уже в начале 2008 года, а на территории всей земной поверхности – в 2010 году. Однако хотя запланированные запуски новых спутников состоялись, были выведены из эксплуатации старые космические аппараты, поэтому план не осуществился. Предполагается, что ГЛОНАСС должна заработать к концу 2008 года.

Существует несколько поколений космических аппаратов. Первым поколение является ГЛОНАСС, разработанное в СССР. Спутники второго поколения ГЛОНАСС-М, которые разработаны и выпускаются ОАО «ИСС» имени академика М.Ф. Решетнёва, запускаются с 2003 года. Последний запуск трех спутников ГЛОНАСС-М состоялся 25 сентября 2008 года. Этот тип спутников имеет больший срок эксплуатации (увеличен с 3 до 7 лет), добавлен второй сигнал для гражданских пользователей, что позволит увеличить точность работы системы. В настоящее время разрабатывается третье поколение космических аппаратов – ГЛОНАСС-К, запуск которых начнется в 2010 году. Срок эксплуатации этих спутников составит 10 лет, кроме того они смогут передавать 5 сигналов, в том числе и совместимые с GPS. Еще одна особенность спутников ГЛОНАСС-К – это то, что в них отсутствуют импортные компоненты.
Для обеспечения непрерывной навигации на территории России должно эксплуатироваться не менее 18 спутников. По состоянию на октябрь 2008 года в составе спутниковой группировки находятся 17 аппаратов. Из них 14 используются по целевому назначению, а 3 находятся на этапе ввода в эксплуатацию. Но уже сейчас по официальным данным Информационно-аналитического центра Федерального космического агентства в любой момент времени над российской территорией в зоне видимости находится не менее 3 спутников.

18 мая 2007 Президент России издал указ о «Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития Российской Федерации». Этот указ определяет свободный доступ к сигналам ГЛОНАСС российских и иностранных граждан, а также возлагает на Федеральное космическое агентство функции координатора мероприятий, связанных с навигационной системой.

Первым навигатором, выпущенным для системы ГЛОНАСС, стал Glospace, который поступил в продажу 27 декабря 2007 года. Этот приемник также может работать и с GPS. В план развития навигационной системы также входит разработка электронных карт, поскольку сейчас их явно недостаточно. Зарубежные компании Magellan Navigation, Novatel, Trimble Inc и некоторые другие выпускают приемники, поддерживающие стандарт GNSS (Глобальные Навигационные Спутниковые Системы), что позволяет использовать их для обработки сигналов ГЛОНАСС.

14 декабря 2006 года было оглашено совместное заявление российско-американской группы о совместимости и взаимодополняемости GPS и ГЛОНАСС, в котором планировалось обсудить дальнейшее взаимодействие в ходе Международного Форума по Спутниковой Навигации в апреле 2007 года. Однако никаких дополнительных договоренностей позднее не было принято.

Используя спутниковые сигналы, ГЛОНАСС-навигатор определяет расстояние до 3 или 4 космических аппаратов. Также пользователям передается навигационное сообщение, включающее в себя данные о положении спутника в пространстве и времени. В результате обработки определяется 3 (возможно 2 координаты) пользователя и 3 (или 2) составляющих вектора скорости движения. Кроме того, шкала времени потребителя «привязывается» к шкале Координированного Всемирного времени UTC.

Радиосвязь между спутниками и потребителями осуществляется при помощи радиосигналов L-диапазона. Каждый космический аппарат системы передает навигационные радиосигналы в двух частотных поддиапазонах: L1 (порядка 1.6 ГГц) и L2 (порядка 1.2 ГГц). В отличие от GPS, в которой используется разделение сигнала по принципу CDMA (кодовое), в ГЛОНАСС применяется частотное разделение сигналов спутников в обоих поддиапазонах. Космические аппараты, которые находятся в противоположных точках орбитальной плоскости, могут передавать сигналы на одинаковых частотах.

Подобно GPS, в поддиапазонах L1 и L2 ГЛОНАСС-спутники передают навигационные сигналы двух типов: стандартной точности и высокой точности. Сигнал стандартной точности имеет тактовую частоту 0,511МГц и предназначен для использования отечественными и иностранными гражданскими пользователями. Сигнал с тактовой частотой 5,11 МГц модулирован специальным кодом и используется авторизованными пользователями по решению Министерства обороны Российской Федерации. В системе ГЛОНАСС не используется режим искусственного ухудшения характеристик навигационного сигнала стандартной точности (подобного S/A, действовавшего в GPS до 2000 года). Гражданский сигнал на частоте L2 передается только спутниками второго поколения – ГЛОНАСС-М.

Каждый радиосигнал состоит из двух частей. Первая часть – это псевдослучайный дальномерный код, период которого 1 мс, а скорость передачи символов 511 кбит/с. Вторая часть – это цифровая информация навигационного сообщения. Она подразделяется на оперативную и неоперативную. Оперативная информация касается спутника, с борта которого был передан сигнал. Она включает в себя оцифровку меток времени космического аппарата, сдвиг шкалы времени относительного системного времени ГЛОНАСС, относительное отличие несущей частоты радиосигнала от его номинального значения, эфемериды и другие параметры. Неоперативная информация (альманах) относится ко всем спутникам орбитальной группировки, включая техническое состояние всех спутников системы.

В поддиапазоне L1 спутники вещают на частотах 1598.0625-1609.3125 МГц с различием между частотами в 562,5 кГц, а в поддиапазоне L2 на частотах 1242.9375- 1251.6875 (шаг 437.5 кГц). Таким образом, каждый спутник излучает сигнал на своей частоте, которая зависит от порядкового номера космического аппарата.

Все космические аппараты ГЛОНАСС  оснащены высокостабильными стандартами частоты с очень низкой погрешностью. Расхождение между шкалой системного времени ГЛОНАСС и UTC не должно превышать 1 мс. Вместе с тем между ними существует постоянный сдвиг на 3 часа. За основу в системе ГЛОНАСС взята геоцентрическая система координат ПЗ-90.02, которая незначительно отличается от стандарта WGS-84 (мене 40 см в любом направлении).

Если устройство пользователя принимает только сигнал стандартной точности в поддипазоне L1, погрешность определения горизонтальных координат составит около 60  метров. Точность вычисления вертикальных координат – 70 метров, составляющих вектора скорости – 15 см/с, точного времени – 0.7 мкс.




Предлагаем: Системы параллельного вождения, курсоуказатели, система точного вождения,технологии точного земледелия, Картирование урожайности, почвоотборники – пробоотборники, метеостанции, обмер полей, системы контроля семяпроводов. Запасные части-запчасти Grimme, Amazone, New Holland, Kverneland, Claas.