Шадхін В. Ю., Овсяннікова Н. А., Рудас М. Г., Біда А. А.

Київський національний університет технологій та дизайну, Україна

АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ СИСТЕМ ПОЗИЦІОНУВАННЯ НА МІСЦЕВОСТІ ГЛОНАСС ТА GPS

GPS - глобальна система позиціонування, розроблялася як чисто військовий проект. Але після того, як в 1983 році потрапив в повітряний простір Радянського Союзу літак Корейських Авіаліній з 269 пасажирами на борту був збитий через дезорієнтацію екіпажу в просторі, президент США Рональд Рейган з метою не допустити в майбутньому подібні трагедії дозволив часткове використання системи навігації для цивільних цілей. Щоб уникнути застосування системи для військових потреб точність була зменшена спеціальним алгоритмом.

Потім з'явилася інформація про те, що деякі компанії розшифрували алгоритм зменшення точності на частоті L1 і з успіхом компенсують цю складову помилки. У 2000 р. це зменшення точності скасував своїм указом президент США Білл Клінтон.

Сьогодні GPS широко використовуються в цивільних цілях. GPS-приймачі продають в багатьох магазинах, що торгують електронікою, їх вбудовують в мобільні телефони, смартфони та КПК. Споживачам також пропонуються різні пристрої та програмні продукти, що дозволяють бачити своє місцезнаходження на електронній карті; мають можливість прокладати маршрути з урахуванням дорожніх знаків, дозволених поворотів і навіть пробок; шукати на карті конкретні будинки і вулиці, пам'ятки, кафе, лікарні, автозаправки та інші об'єкти інфраструктури[4].

Розвиток супутникової навігації

Загальний напрямок модернізації обох супутникових систем GPS і ГЛОНАСС пов'язано з підвищенням точності навігаційних визначень, поліпшенням сервісу, що надається користувачам, підвищенням терміну служби і надійністю бортової апаратури супутників, поліпшенням сумісності з іншими радіотехнічними системами і розвитком диференціальних підсистем. Загальний напрямок розвитку систем GPS і ГЛОНАСС збігається, але динаміка і досягнуті результати сильно відрізняються.  Удосконалення системи ГЛОНАСС планується здійснювати на базі супутників нового покоління "ГЛОНАСС-М". Цей супутник володіє збільшеним ресурсом служби і випромінює навігаційний сигнал в діапазоні L2 для цивільних застосувань.  Аналогічне рішення було прийнято в США, де 5 січня 1999 оголошено про виділення 400 млн. дол на модернізацію системи GPS, пов'язану з передачею C / A-коду на частоті L2 (1222,7 МГц) і введенням третьої несучої L3 (1176, 45 МГц) на КА, які були запущені з 2005 року. Сигнал на частоті L2 намічено використати для цивільних потреб, не пов'язаних безпосередньо з небезпекою для життя людей. Третій цивільний сигнал на частоті L3 вирішено використовувати для потреб цивільної авіації[2].

Супутники системи ГЛОНАСС

Супутник ГЛОНАСС конструктивно складається з циліндричного гермоконтейнера з приладовим блоком, рами антенно-фідерних пристроїв, приладів системи орієнтації, панелей сонячних батарей з приводами, блоку рухової установки і жалюзі системи терморегулювання з приводами. На супутнику також встановлені оптичні кутові відбивачі, призначені для калібрування радіосигналів вимірювальної системи за допомогою вимірювань дальності до супутника в оптичному діапазоні, а також для уточнення геодинамічних параметрів моделі руху супутника. Конструктивно кутові відбивачі формуються у вигляді блоку, постійно відслідковує напрямок на центр Землі. Площа уголковихвідбивачів-0, 25м2.

Для забезпечення надійності на супутнику встановлюються по два або по три комплекти основних бортових систем. На супутник ГЛОНАСС покладено виконання таких функцій:

• випромінювання високостабільних радіонавігаційних сигналів;

• прийом, зберігання і передача цифрової навігаційної інформації;

• формування, оцифровка і передача сигналів точного часу;

• ретрансляція або випромінювання сигналів для проведення траєкторних вимірювань для контролю орбіти і визначення поправок до бортової шкалою часу;

• прийом і обробка разових команд;

• прийом, запам'ятовування та виконання тимчасових програм керування режимами функціонування супутника на орбіті;

• формування телеметричної інформації про стан бортової апаратури і передача її для обробки та аналізу наземних комплексів управління;

• прийом і виконання кодів / команд корекції і фаування бортової шкали часу;

• формування та передача "ознаки несправності" при виході важливих контрольованих параметрів за межі норми[1].

Супутники системи ГЛОНАСС безперервно випромінюють навігаційні сигнали двох типів: навігаційний сигнал стандартної точності (СТ) в діапазоні L1 (1,6 ГГц) і навігаційний сигнал високої точності (ВТ) в діапазонах L1 і L2 (1,2 ГГц). Інформація, яку надає навігаційним сигналом СТ, доступна всім споживачам на постійній і глобальній основі і забезпечує, при використанні приймачів ГЛОНАСС можливість визначення:

• горизонтальних координат з точністю 50-70 м (ймовірність 99,7%);

• вертикальних координат з точністю 70 м (ймовірність 99,7%);

• складових вектора швидкості з точністю 15 см / с (ймовірність 99,7%)

• точного часу з точністю 0,7 мкс (ймовірність 99,7%).

Радіосигнали системи GPS

В системі GPS використовується кодове розділення сигналів (СDMA), тому всі супутники випромінюють сигнали з однаковою частотою. Кожен супутник системи GPS випромінює два фазоманіпульованих сигнали Частота першого сигналу становить L1 = 1575,42 МГц, а другого - L2 = 1227,6 МГц. Сигнал несучої частоти L1 модулюється двома двійковими послідовностями, кожна з яких утворена шляхом підсумовування за модулем 2 далекомірного коду і переданих системних і навігаційних даних, формованих зі швидкістю 50 біт / с. На частоті L1 передаються два квадратурні компоненти, біфазний маніпульовані двійковими послідовностями[3].

Список використаних джерел

1. ГЛОНАСС: принципы построения и функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова.. — 3-е изд., перераб. — М.: Радиотехника, 2005.

2. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М.: Эко-Трендз, 2000.

3. Ю. А. Песков. ГЛОНАСС/GPS. – К.:2010.

4. М. Р. Богданов. Применения GPS/ГЛОНАСС. - Москва – 2012.

5. Липкин И.А. Спутниковые навигационные системы. М.: Вузовская книга, 2001.