Alexey_Sobolev

Туристические навигаторы

19 сообщений в этой теме

Всем привет.

Кто-нибудь разбирается в туристических навигаторах? 

Нужен хороший, с максимально большим экраном. И не особо хитрый в использовании (для пользователя который с подобной техникой не "на ты").

Подскажите, на что глаз положить? :gallery_31893_522_506:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нужен хороший, с максимально большим экраном. И не особо хитрый в использовании (для пользователя который с подобной техникой не "на ты").

 

это фантастика  :ignat_02:

 

Весь материал - это компиляция букв из интернета в последовательности в которой задумал автор, связки мыслей, которых нет в интернете дописаны автором. Автор не претендует на истину в последней инстанции, поэтому просит всех, кто желает, добавлять и обсуждать информацию по теме. Интересные выкладки и дополнения будут добавлены в основной текст.

Предположительно предполагается весь материал изложить в следующей последовательности:

1. Что такое спутиковая навигация и принципы работы

    1.1. История создания спутниковых навигационных систем

2. Спутниковые системы разных стран мира

3. Принцип работы системы GPS

4. Принцип работы системы ГЛОНАСС

    4.1. Дифференциальные поправки

5. Преимущества и недостатки системы ГЛОНАСС и GPS

6. Погрешность или точность системы спутниковой навигации

    5.1. точность системы спутниковой навигации GPS

    5.2. точность системы спутниковой навигации ГЛОНАСС

7. Переносные (индивидуальные) приборы спутниковой навигации

     6.1. Приборы GPS

     6.2. Приборы ГЛОНАСС

     6.3. Приборы ГЛОНАСС/ GPS

8. Картография

Всю информацию буду выкладывать по частям, чтобы осмыслить её самому, и дать возможность высказаться другим.

1. Что такое спутниковая навигация и принципы работы

    Сколько существует человечество, столько и решается вопрос о том, как определить свое местоположение на суше и на море, в лесу или в городе. На сегодняшний день отпала необходимость ориентироваться, как древние путешественники и мореплаватели по звездам или компасу. Эпоха открытия радиоволн существенно упростило задачу навигации и открыло новые перспективы перед человечеством во многих сферах жизни и деятельности, а с открытием возможности покорения космического пространства совершился огромный прорыв в области определения координат местоположения объекта на Земле. Искусственные спутники Земли стали опорными станциями для радионавигации и на сегодняшний день системы спутниковой навигации стали доступны не только военным или морякам, но и простым людям, частным лицам и компаниям, для которых навигация необходима.

    Понятие: Спутниковая система навигации— комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Основные элементы спутниковой системы навигации: 

Орбитальная группировка, состоящая из нескольких (от 2 до 30) спутников, излучающих специальные радиосигналы; Наземная система управления и контроля, включающая блоки измерения текущего положения спутников и передачи на них полученной информации для корректировки информации об орбитах;

Приёмное клиентское оборудование («спутниковых навигаторов»), используемое для определения координат;

Дополнительные опции: информационная радиосистема для передачи пользователям поправок, позволяющих значительно повысить точность определения координат.

Принцип работы: Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве. Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, на основе атомных часов, находящихся на спутнике. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Для получения информации о скорости большинство навигационных приёмников используют эффект Доплера. Дополнительно накапливая и обрабатывая эти данные за определённый промежуток времени, становится возможным вычислить такие параметры движения, как скорость (текущую, максимальную, среднюю), пройденный путь и т. д. В реальности работа системы происходит значительно сложнее.

1.1. История создания спутниковых навигационных систем

США

    Идеи использования космических аппаратов для навигации подвижных объектов в США, как свидетельствует профессор Стэндфордского университета Б. Паркинсон, в прошлом руководитель программы Navstar ВВС США, начали развиваться после запуска в СССР в 1957 г. первого искусственного спутника Земли (ИСЗ). Тогда же перед лабораторией прикладной физики университета Джона Хопкинса была поставлена задача слежения за советским ИСЗ посредством приема его сигнала на наземном пункте с известными координатами, выделения доплеровского сдвига несущей частоты передатчика ИСЗ и дальнейшего расчета параметров движения спутника. Обратная задача расчета координат приемника на основе обработки принятого сигнала и координат ИСЗ представлялась очевидной и естественной. 

    В 1960 г. были разработаны атомные часы. Благодаря этому стало возможным использовать для целей навигации сеть точно синхронизированных передатчиков, передающих кодированные сигналы. Измерение приемником соответствующих временных задержек позволяло рассчитать координаты приемника.

    В интересах навигационного обеспечения пуска с подводных лодок баллистических ракет Polaris в 1964 г. была создана спутниковая радионавигационная система первого поколения Transit. Для коммерческого использования эта система была предоставлена в 1967 г. Ее достоинства и открывающиеся перед пользователями возможности были быстро оценены, и число гражданских потребителей вскоре существенно превысило число военных. Координаты потребителя рассчитывались на основе приема и выделения доплеровского сдвига частоты передатчика одного из 6–7 космических аппаратов (КА). Система позволяла получить достаточно высокую точность определения координат лишь для медленно движущихся и стационарных объектов. 

    Кроме того, в 1964 г. ВВС США начали программу разработки и испытаний возможностей использования для целей место определения широкополосных сигналов, модулированных псевдослучайными шумовыми (PRN) кодами. Свойство корреляционного разделения таких сигналов обусловило возможность использования несколькими передатчиками одной несущей частоты. В 1973 г. программы ВВС и ВМС США были объединены в общую Навигационную технологическую программу, позднее превратившуюся в программу Navstar-GPS. Спутники системы Navstar стали оборудовать стандартами частоты с наибольшей достижимой степенью точности — сначала кварцевым и рубидиевым, затем цезиевым и водородным стандартами. В ходе экспериментов были подобраны оптимальные высоты орбит спутников. В результате высота увеличилась с 925 до 13 тыс. км, а затем — до 20 тыс. км. Изменилась также несущая частота передатчиков: с 400 МГц до 1227 МГц и 1575 МГц. К 1995 г. система была полностью развернута. 

    В настоящее время космическая группировка Navstar-GPS насчитывает 24 рабочих спутника и 4 спутника в резерве, расположенных на шести круговых орбитах высотой примерно 20 тыс. км, наклонением 55° и равномерно разнесенных по долготе через 60°. За то время, которое ушло на развертывание системы, примерно 60 фирм создали более 400 типов приемной аппаратуры различного назначения для применения как в военной, так и в гражданской областях. По прогнозам, общий мировой рынок продаж продуктов GPS к 2002 г. составит $16 млрд.

Россия 

    Развитие отечественной спутниковой радионавигационной системы также началось с запуска в Советском Союзе 4 октября 1957 г. первого ИСЗ в связи с необходимостью слежения за ним. Первое же научно-обоснованное предложение об использовании ИСЗ для навигации было сформулировано в период проведения в Ленинградской военно-воздушной инженерной академии (ЛВВИА) им. А. Ф. Можайского с 1955 по 1957 гг. исследований возможностей радиоастрономических методов для самолетовождения. Научные основы спутниковой навигации были существенно развиты в процессе выполнения исследований по теме «Спутник» (1958–1959 гг.), которые осуществляли ЛВВИА им. А. Ф. Можайского, Институт теоретической астрономии АН СССР, Институт электромеханики АН СССР, два морских НИИ и Горьковский НИРФИ. Работы проводились с участием крупных специалистов по аналитической механике и расчетам орбит. Основное внимание при этом уделялось вопросам повышения точности навигационных определений, обеспечения глобальности, круглосуточного применения и независимости от погодных условий.

    Проведенные работы позволили перейти в 1963 г. к ОКР над первой отечественной низкоорбитальной системой, получившей название «Цикада». В 1992 г. генеральный конструктор космических систем навигации и связи академик М. Ф. Решетнев писал о решении этой задачи: «Полномасштабные работы по созданию отечественной навигационной спутниковой системы были развернуты в середине 60-х годов, а 27 ноября 1967 г. на орбиту был выведен первый отечественный навигационный спутник «Космос-192». 

    Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система), были начаты в октябре 1982 г. запуском спутника «Космос-1413», а в 1995 г. было завершено ее развертывание до штатного состава. Были выведены на заданные орбиты 24 космических аппарата (КА), разработаны комплексы самолетной, наземной и морской аппаратуры.

Основным заказчиком и ответственным за испытания и управление системой являлись Военно-космические силы (ВКС) РФ, а затем РВСН, в состав которых позднее вошли ВКС.

2. Спутниковые системы разных стран мира

    В настоящее время работают или готовятся к развёртыванию следующие системы спутниковой навигации: 

    NAVSTAR - Global Positioning System (глобальная система позиционирования). Принадлежит министерству обороны США, что считается другими государствами её главным недостатком. Более известна под названием GPS. Единственная полностью работающая спутниковая навигационная система. 

    ГЛОНАСС: ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система — российская спутниковая система навигации, предназначена для определения с помощью портативных носимых спутниковых приборов-навигаторов местоположения и скорости движения морских, воздушных и сухопутных объектов, в том числе и людей с точностью до метра. Принадлежит министерству обороны России. Является попыткой восстановить функционировавшую с 1982 года советскую систему навигации. Находится на этапе повторного развёртывания спутниковой группировки (оптимальное состояние орбитальной группировки спутников, запущенных в СССР, было в 1993—1995 гг.). Современная система, по заявлениям разработчиков наземного оборудования, будет обладать некоторыми техническими преимуществами по сравнению с NAVSTAR. Однако в настоящее время эти утверждения проверить невозможно ввиду недостаточности спутниковой группировки и отсутствия доступного клиентского оборудования. 

    GALILEO: (Galileo) — европейский проект спутниковой системы навигации, находящийся на этапе создания спутниковой группировки. Европейская система предназначена для решения навигационных задач для любых подвижных объектов с точностью менее одного метра. Ныне существующие GPS-приёмники не смогут принимать и обрабатывать сигналы со спутников Галилео, хотя достигнута договорённость о совместимости и взаимодополнению с системой NAVSTAR GPS третьего поколения. Так как финансирование проекта будет осуществляться в том числе за счёт продажи лицензий производителям приёмников, следует так же ожидать, что цена на последние будет несколько выше сегодняшних. Ожидается, что Галилео войдёт в строй в 2013, когда на орбиту будут выведены все 30 запланированных спутников (27 операционных и 3 резервных). Космический сегмент будет дополнен наземной инфраструктурой, включающей в себя два центра управления и глобальную сеть передающих и принимающих станций. Но главное – она сразу строится как превосходящая по точности сигнала и американскую GPS, и наш ГЛОНАСС, поскольку будет давать погрешность точности сигнала - 0,3 м против 2 м у американцев и 10 м у России. Российская ГЛОНАСС, таким образом, приобретает еще одного серьезного конкурента. В отличие от американской GPS и российской ГЛОНАСС, система Галилео не контролируется ни государственными, ни военными учреждениями. Разработку осуществляет «ЕКА» - . Европейское космическое агентство (European Space Agency) Общие затраты на создание системы оцениваются в 3,8 млрд. евро. Первый спутник системы Галилео был доставлен на космодром Байконур 30 ноября 2005 года. 28 декабря 2005 года в 8:19 с помощью ракеты-носителя «Союз-ФГ» космический аппарат GIOVE-A (Galileo In-Orbit Validation Element) был выведен на расчётную орбиту высотой более 23000 км с наклонением 56° Масса аппарата 700 кг, габаритные размеры: длина - 1,2 м, диаметр - 1,1 м. Срок активного существования составляет 12 лет. 

3. Принцип работы системы GPS

    Global Positioning System (GPS) – это спутниковая навигационная система, состоящая из работающих в единой сети 24 спутников, находящихся на 6 орбитах высотой около 20 200 км над поверхностью Земли. Спутники постоянно движутся со скоростью около 3 км/сек, совершая два полных оборота вокруг планеты менее, чем за 24 часа.

    Спутниковая система GPS известна также под другим названием – NAVSTAR. Очевидно, рассказ о GPS был бы неполным без сведений о самих спутниках: Первый GPS-спутник был запущен в феврале 1978 г. Каждый спутник весит более 900 кг и имеет размер около 5 м (с раскрытыми солнечными батареями). Мощность радиопередатчика – не более 50 ватт. Каждый спутник передает сигналы на 3-х частотах. Гражданские GPS-приемники используют частоту “L1”, равную 1575.42 МГц. 

Каждый спутник рассчитан на работу примерно в течение 10 лет 

    Орбиты спутников располагаются примерно между 60 градусами северной и южной широты. Этим достигается то, что сигнал, хотя бы от некоторых спутников может приниматься повсеместно в любое время. Даже на полюсах можно “увидеть” спутники – правда, они не будут пролетать прямо над головой. Это, конечно, повлияет на геометрию и , следовательно, на точность – но лишь немного.

    В основе работы системы GPS лежит: 

- спутниковая трилатерация (на ней базируется работа системы);

- спутниковая дальнометрия (измерение расстояний до спутников);

- точная временная привязка (высокоточная синхронизация отсчета времени в системе спутники-приемники);

- точное положение спутников в космосе;

- коррекция ошибок, вносимых задержкой радиосигнала спутника в ионосфере и тропосфере.

    Спутниковая трилатерация предполагает, что точные координаты любой точки на поверхности Земли могут быть вычислены путем измерений расстояний от группы спутников до искомой точки, если их положение в космосе известно. В этом случае спутники являются пунктами с известными координатами. Предположим, что расстояние от одного спутника известно, и вокруг него можно описать сферу заданного радиуса. Если известно также расстояние до второго спутника, то определяемое местоположение будет расположено где-то в круге, задаваемом пересечением двух сфер. Третий спутник определяет две точки на окружности. Четвертый спутник позволяет окончательно точно определить местоположение точки. Таким образом, зная расстояние до четырех спутников, можно вычислить координаты определяемой точки. 

    Расстояние до спутников определяется по измерениям времени прохождения радиосигнала от космического аппарата до приемника, умноженным на скорость света. Для того чтобы определить время распространения сигнала, нам необходимо знать, когда он был передан со спутника. Для этого на спутнике и в приемнике одновременно генерируется одинаковый псевдослучайный код. Каждый спутник системы GPS передает два радиосигнала: на частоте L1=1575,42 МГц и L2=1227,60 МГц. Сигнал L1 имеет два дальномерных кода с псевдослучайным шумом (PRN) - P-код и C/A-код. «Точный», или P-код, может быть зашифрован для военных целей. «Грубый», или C/A-код, не зашифрован. Сигнал частоты L2 модулируется только с P-кодом. 

    Какую же информацию передает GPS-спутник? Его сигнал содержит так называемый “псевдослучайный код” (PRN - pseudo-random code), эфимерис (ephimeris) и альманах (almanach). Псевдослучайный код служит для идентификации передающего спутника. Все они пронумерованы от 1 до 32 и этот номер показывается на экране GPS-приемника во время его работы. Почему же количество PRN-номеров больше, чем число спутников (24)? Это облегчает обслуживание GPS-сети: новый спутник может быть запущен, проверен и введен в эксплуатацию еще до того, как старый выйдет из строя. Такому спутнику просто будет присвоен новый номер ( от 1 до 32). Данные эфимериса, постоянно передаваемые каждым спутником, содержат такую важную информацию, как состояние спутника ( рабочее или нерабочее), текущая дата и время. Без этого Ваш GPS-приемник не знал бы, в частности, какой сегодня день и сколько сейчас времени. Помимо этого, как мы увидим далее, эта часть сигнала крайне важна для определения местоположения. Данные альманаха говорят о том, где в течение дня должны находиться все GPS-спутники. Каждый из них передает альманах, содержащий параметры своей орбиты, а также всех других спутников системы.

    Как видно из вышесказанного, вычисления напрямую зависят от точности хода часов на спутниках и в приемниках. Код должен генерироваться на спутнике и в приемнике строго в одно и то же время. На спутниках установлены атомные часы, имеющие точность около одной наносекунды. Однако это решение является слишком дорогим, чтобы использовать его в приемниках GPS. Поэтому для устранения ошибок хода часов приемника используются результаты измерения сигналов от четвертого спутника. Их можно использовать для устранения ошибок, которые возникают, если часы на спутнике и в приемнике не синхронизированы

4. Принцип работы системы ГЛОНАСС

    Полная орбитальная группировка (ОГ) в СРНС (спутниковая радионавигационная система) ГЛОНАСС должна содержать 24 штатных Космических Аппарата – спутников,  на круговых орбитах на высоте 19100км., в трех орбитальных плоскостях по восемь спутников в каждой. Управление орбитальным сегментом ГЛОНАСС осуществляет наземный комплекс управления. Он включает в себя Центр управления системой (г. Краснознаменск, Московская область) и сеть станций слежения и управления, рассредоточенных по территории России. Наземный комплекс управления осуществляет сбор, накопление и обработку траекторной и телеметрической информации обо всех спутниках системы, формирование и выдачу на каждый спутник команд управления и навигационной информации, а также контроль качества функционирования системы в целом. Управление спутниками ГЛОНАСС осуществляется в автоматизированном режиме. ГЛОНАСС является государственной системой, которая разрабатывалась как система двойного использования, предназначенная для нужд Министерства обороны и гражданских потребителей. По новому, корректированному, проекту программы ГЛОНАСС спутниковая группировка системы будет состоять из 30 космических аппаратов, часть из которых будет находиться в рабочем резерве. На сегоднешний момент, при доведении количества действующих спутников до восемнадцати, на территории России обеспечивается практически 100%-ная непрерывная навигация. На остальной части земного шара при этом перерывы в навигации могут достигать полутора часов. Практически непрерывная навигация по всей территории Земли обеспечивается при полной орбитальной группировке из двадцати четырёх действующих спутников.

    Принцип определения координат аналогичен американской системе NAVSTAR (GPS). Разница состоит только в том, что в системе ГЛОНАСС применяется разделение сигналов по частотам (FDMA), которые излучают искусственные спутники – это означает, что каждый спутник работает на своей персональной частоте, в диапазоне частот L1 1602,56 — 1615,5  МГц и L2 1246,44 — 1256,5 МГц. А система спутниковой навигации GPS применяет принцип СDMA – кодовое деление сигналов, и все спутники системы работают на только одной частоте L1 1575,42 МГц и L2 1227,6 МГц. Как и в системе GPS диапазон L1 – для гражданского применения, диапазон L2 используется для нужд военной навигации. Так же есть различия в построении космической группировки спутников, ГЛОНАСС имеет преимущества на высоких широтах, а GPS — на средних.

    В системе ГЛОНАСС спутники непрерывно излучают навигационные сигналы двух типов: навигационный сигнал стандартной точности (СТ) в диапазоне L1 (1,6 ГГц) и навигационный сигнал высокой точности (ВТ) в диапазонах L1 и L2 (1,2 ГГц). Информация, предоставляемая навигационным сигналом для гражданского применения, доступна всем потребителям на постоянной и глобальной основе и обеспечивает, при использовании приемников ГЛОНАСС возможность определения:

- горизонтальных координат с точностью 50-70 м (вероятность 99,7%);

- вертикальных координат с точностью 70 м (вероятность 99,7%);

- составляющих вектора скорости с точностью 15 см/с (вероятность 99,7%)

- точного времени с точностью 0,7 мкс (вероятность 99,7 %).

    Эти точности можно значительно улучшить, если использовать дифференциальный метод навигации и/или дополнительные специальные методы измерений. Сигнал ВТ предназначен, в основном, для потребителей МО РФ , и его несанкционированное использование не рекомендуется. Вопрос о предоставлении сигнала ВТ гражданским потребителям находится в стадии рассмотрения.

    Как и в системе GPS, радиосигналы верхнего диапазона частот спутников ГЛОНАСС состоят из двух сдвинутых на 90 градусов фазоманипулированных сигналов открытого дальномерного сигнала и дальномерного сигнала высокой точности, доступного ограниченному кругу потребителей. Узкополосный сигнал открытого дальномерного кода модулируется также служебной навигационной информацией. В настоящее время сигналы нижнего диапазона предназначены только для передачи высокоточного кода, однако, перспективные спутники ГЛОНАСС-М, в нижнем диапазоне частот будут излучать и сигналы открытого дальномерного кода, что позволит всем категориям пользователей осуществлять ионосферную коррекцию.

4.1. Дифференциальные поправки

    

    Одним из способов улучшения точности определения местоположения с использованием спутниковых навигационных систем (например GPS, ГЛОНАСС) являются дифференциальные поправки. Дифференциальный режим реализуется с помощью контрольного навигационного приёмника, называемого базовой станцией. Базовая станция устанавливается в точке с известными географическими координатами. Сравнивая известные координаты с измеренными, базовый навигационный приёмник формирует поправки, которые передаются потребителям по каналам связи

    Обычные гражданские GPS-приемники обеспечивают точность от 20 до 70 м в зависимости от действующего ограничения на точность сигнала, количества видимых спутников и их геометрии, а также свойств плотных слоев атмосферы. Однако точность даже обычных гражданских GPS-приемников может быть увеличена до 4 м и более ( в ряде случаев – до 1 м) с помощью т.н. дифференциальной GPS (DGPS). DGPS использует дополнительный, фиксированный в одной точке GPS-приемник для определения коррекции спутниковых сигналов. Как же величина необходимой коррекции сообщается Вашему GPS-приемнику? В настоящее время в мире существует несколько бесплатных и платных служб такого рода. Так, например, Береговая охрана США и Инженерный корпус Армии США передают GPS-коррекции через морские радио-буи. Они работают в диапазоне 283.5 – 325.0 кГц и пользоваться ими можно бесплатно. Вашими единственными расходами, если Вы захотите пользоваться услугами этих служб, будет приобретение DGPS-приемника. Такие системы называются локальными и дальность их ограничена расстоянием до 200 км. Региональныедифференциальные системы служат для навигационного обеспечения отдельных регионов на расстоянии от 400 до 2000 км. Например Системы Starfix и SkyFix для передачи информации используют каналы спутников INMARSAT. 

    Существуют и глобальные дифференциальные системы использующие геостационарные спутники, которые передают сигнал подобный сигналу GPS и способны работать на больших площадях. Примером таких систем могут быть: американская WAAS (Wide Area Augmentation System)., европейская EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), японская MSAS (Japanese Multi-functional Satellite Augmentation System).

  WAAS (Wide Area Augmentation System), работает на территории США. В системе WAAS, сигнал с поправками ретранслируется с геостационарных спутников, и обрабатывается навигатором с помощью одного из GPS-каналов. Это возможно благодаря тому, то сигнал WAAS передается на той же частоте, что и сигнал C/A L1 системы GPS, и имеет схожую структуру кодирования. 

Система WAAS содержит более 20 базовых станции, расположенных на всей территории Соединенных Штатов. Каждая их станций оборудована GPS аппаратурой и специальным программным обеспечением, предназначенным для приема GPS сигналов, анализа полученных измерений, вычисления ошибок ионосферы, отклонений траекторий и часов спутников. Эти данные передаются на центральную станцию управления (Master Station - WMS), где повторно обрабатывается и анализируются с учетом измерений, полученных со всех базовых станций сети. Затем корректирующая информация передается на геостационарные спутники и уже оттуда ретранслируются пользователям.

В мире существует несколько аналогичных WAAS систем: в Европе – EGNOS, в Японии  - MSAS. Общепринятое название таких систем - SBAS (Space Based Augmentation System), что можно дословно перевести, как «космические вспомогательные системы». В литературе можно также встретить название WADGPS (Wide Area Differential GPS) – глобальный дифференциальный GPS.

EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), охватывает всю территорию западной Европы. Система EGNOS включает 3 геостационарных спутника, принадлежащих двум компаниям Artemis и Inmarsat, каждая из которых имеет свою независимую сеть наземных станций. Первой компании принадлежит спутник под номером - 124 , второй спутники под номерами – 120 и 126. На текущий момент система EGNOS функционирует в тестовом режиме, и это определяет нестабильность ее  работы.

EGNOS в России. Все спутники EGNOS «видны» в Западной части России. Фактически, спутники находятся не намного выше уровня горизонта. Поэтому в лесу и городах с плотной застройкой, сигнал со спутников EGNOS будет недоступен для приема навигационной аппаратуре. Чем восточнее находится пользователей, тем меньше становится угол, и соответственно, тем сложнее «увидеть» сигнал. Но все же основная проблема заключается не в видимости спутников, а в отсутствии на территории России сети наземных станций для вычисления поправок. Более того, в России нет ни одной базовой станции. Поэтому в составе корректирующих сообщений EGNOS нет данных для «узловых» точек, относящихся к территории России. Исключение составляют западные приграничные территории, которые «захватываются» действием базовых станций, расположенных в Норвегии и Польше.

Дифференциальная система в ГЛОНАСС

    Вопросами исследования дифференциального режима навигации для системы ГЛОНАСС в России активно начали заниматься начиная с конца 70-х годов, практически параллельно с разработкой самой системы ГЛОНАСС. Однако в силу различных объективных причин практическая реализация дифференциального режима навигации в России в виде дифференциальных подсистем затянулась.

    Активизация работ по дифференциальным режимам навигации в России произошла в 1990—1991 годах. Необходимо отметить, что зоны действия некоторых зарубежных дифференциальных сетей GPS частично захватывают территорию России и акватории омывающих ее морей. Кроме того, отдельные зарубежные фирмы проявляют серьезный интерес к освоению российского рынка потребителей и развертыванию своих дифференциальных сетей на территории России. В этих условиях, возрос интерес российских потребителей и производителей навигационной аппаратуры к дифференциальным режимам навигации. Поэтому были активно начаты работы по созданию дифференциальных станций различного назначения.

    В настоящее время в России существуют планы в создании локальных и региональных дифференциальных подсистем, обслуживающие самолеты и морские суда. Учитывая их ведомственную специализацию, обусловленную в основном выбранными каналами доведения корректирующих поправок до потребителей, использование этих систем другим более широким кругом потребителей, проблематично. Поэтому, следует ожидать в дальнейшем появления намерений о создании и других дифференциальных подсистем в интересах, например, навигационного обеспечения наземных транспортных перевозок. Таким образом, в России можно отметить тенденцию к созданию сети ведомственных дифференциальных подсистем, ориентированных на обслуживание потребителей определенного класса. По принципу формирования корректирующей информации эти системы являются локальными и их рабочие зоны не перекрывают территорию России. Вообщем пока только одни слова.

Вывод - в ближайшее время глобальной дифференцированной системы поправок, аналогичной американской WAAS,  в системе ГЛОНАС на территории России не предвидится.

    БЭЙДОУ: (кит. beidou, буквально — Северный Ковш, китайское название созвездия Большой Медведицы) Развёртываемая в настоящее время Китаем подсистема GNSS (Global navigation satellite system- Глобальная Навигационная Спутниковая Система), предназначенная для использования только в этой стране. Особенность — небольшое количество спутников, находящихся на геостационарной орбите.

Бэйдоу  — на 2000 г. включала в себя 2 спутника, расположенных на геостационарной орбите, и обеспечивала определение географических координат в Китае и на соседних территориях. Архитектура «Бэйдоу» предусматривает наличие 5 спутников на геостационарной орбите и 30 спутников на орбите средней дальности. Первый спутник системы, рассчитанный на орбиту средней дальности, был запущен в прошлом году, на сегодня он находится в рабочем состоянии, однако до сих пор не вышел на заданное положение. Кроме того, КНР имеет в распоряжении 3 работающих геостационарных спутника.

    ДРУГИЕ: Отметим, что ввод в строй Бэйдоу вызывает мало оптимизма у трех других владельцев систем навигации, в том числе и России, так как с одной стороны это некоторый удар по национальному престижу страны, а с другой - работающая глобальная спутниковая группировка, покрывающая весь земной шар, представляет собой угрозу национальной безопасности той или иной страны. Именно последний момент сейчас беспокоит больше других давнего политического и экономического оппонента Китая - Японию, которая открыто выразила свою озабоченность в связи с развертыванием Бэйдоу, а позже заявила о планах по развертыванию собственной локальной группировки Квази-Зенит, спутники которой будут расположены на высокоэллиптической орбите над азиатско-тихоокеанским регионом.

5. Преимущества и недостатки системы ГЛОНАСС и GPS

    Есть смысл сказать следующее, что GPS – это реально работающая система, а ГЛОНАСС – это только разворачиваемая система, которая на сегодняшний день не имеет полной космической группировки спутников. Поэтому если мы говорим про GPS – это реальность, если мы говорим про ГЛОНАСС – это или расчёты разработчиков системы, или теория или предположение, проверить которое, на сегодня, у нас нет возможности, так как говорилось выше – нет реальных приборов. Давайте ещё договоримся, что в этом разделе мы не будем рассматривать погрешность (точность) работы двух систем. Этого вопроса мы коснёмся позже, сейчас разговор пойдёт о принципах построения системы и связанные с этим преимущества и недостатки. 

Для этого рассмотрим технические характеристики двух систем:

Характеристики                                                      ГЛОНАСС             GPS

Количество спутников (проектное)                                          23                        24

Количество орбитальных плоскостей                                        3                          6

Количество спутников в каждой плоскости                              8                                  4

Тип орбиты                                                                       Круговая                        Круговая

Высота орбиты                                                                         19100 км                  20200 км

Наклонение орбиты, град                                                         64,8+-0,3                    55 (63)

Период обращения                                                                 11 ч 15,7 мин.        11 ч 56,9 мин.

Способ разделения сигналов                                                Частотный                          Кодовый

Навигационные частоты, МГц: L1                                        1602,56 — 1615,5                 1575,42

                                              L2                                         1246,44 — 1256,              1227,6

Период повторения ПСП                                                                 1 мс                 1 мс (С/А-код) 

                                                                                                                             7 дней (Р-код)

Тактовая частота ПСП, МГц                                                           0,511             1,023 (С/А-код) 

                                                                                                                                0,23 (Р,Y-код)

Скорость передачи цифровой информации, бит/с                              50                          50

Длительность суперкадра, мин                                                        2,5                        12,5

Число кадров в суперкадре                                                              5                             25

Число строк в кадре                                                                         15                             5

Погрешность определения координат в режиме 

ограниченного доступа (частота L2 для военных): 

горизонтальных, м                                                                      не указана                      18 

вертикальных, м                                                                         не указана                     28 

Погрешности определения проекций линейной 

скорости, см/с                                                                              15 (СТ-код)        <200 (С/А-код) 

                                                                                                                                 20  (P,Y-код)

Погрешность определения времени

Погрешность определения времени 

в режиме свободного доступа, нс                                                  1000 (СТ-код)      340 (С/А-код)

в режиме ограниченного доступа, нс                                                       —                180 (P,Y-код)

     

Система отсчета пространственных координат                                  ПЗ-90                   WGS-84

    Рассмотрим первую группу характеристик, касающихся параметров спутников на орбите. Не вдаваясь в подробности принципов построения спутниковых группировок можно сказать следующее, что GPS более приспособлена к средним широтам, а ГЛОНАСС к северным. Скорее всего эта характеристика говорит о том, сколько одновременно мы видим спутников над головой. Над территорией России мы видим ГЛОНАССовских спутников больше, а над США – больше спутников GPS и это логично. Однако по мнению Центра Инженерно Технического Обеспечения ГУФСИН России спутниковой группировки ГЛОНАСС присущи ещё следующие недостатки:

1) при смене эфемерид спутников, погрешности координат в обычном режиме увеличиваются на 25-30м, а в дифференциальном режиме - превышают 10 м; 

2) при коррекции набежавшей секунды нарушается непрерывность сигнала ГЛОНАСС. Это приводит к большим погрешностям определения координат места потребителя, что недопустимо для гражданской авиации; 

В системе GPS таких проблем не наблюдается.

    Вторая группа характеристик это принцип разделения сигналов. Как было сказано выше – ГЛОНАСС применяет разделение сигналов от спутников по частотам (FDMA), т.е. каждый спутник работает на своей персональной частоте, в диапазоне частот L1 1602,56 — 1615,5  МГц и L2 1246,44 — 1256,5 МГц. А GPS применяет принцип СDMA – кодовое деление сигналов, и все спутники системы работают одной частоте L1 1575,42 МГц и L2 1227,6 МГц. В обоих системах диапазон L1 – предназначен для гражданского применения, диапазон L2 используется для нужд военной навигации. 

    Рассмотрим что лучше FDMA или CDMA. Наверное для простых обывателей разницы нет, для них самое главное, чтобы система стабильно работала и давала ожидаемую точность. А вот наверное с точки зрения военных, эти системы разные. Так как в GPS сигнал от спутников идет на одной частоте, то внести помеху в этот сигнал довольно легко. В Англии провели такой эксперимент, взяли приемник GPS с него сняли сигнал, который идёт со спутника и тут же его, без обработки, выдали через передатчик в эфир. Частота передатчика совпадала с частотой на которой работает система GPS,  при этом, нормально работающий прибор GPS, который находился рядом, начинал работать с большими погрешностями. Также американцы жаловались, что в Афганистане их ракеты не смогли точно поразить цель, в виду того, что «кто-то глушил» их сигнал GPS. Все изложенные факты говорят о том, что систему GPS легко вывести из строя, т.е.

заставить работать с большой погрешностью.    

    В виду того что в ГЛОНАСС все спутники работают на различных частотах, то нарушить работоспособность такой системы сложнее, так как помехи придётся вносить сразу в 24-х частотных диапазонах. Но это преимущество ГЛОНАСС является и его недостатком. Все мы знаем, что при передаче сигнала весь сигнал состоит из полезного сигнала который передаётся на несущей частоте и других составляющих сигнала (так называемые гармоники), которые повторяют форму сигнала с меньшей амплитудой но на частотах кратных несущей частоте. В нашем случае гармоники являются паразитным сигналам, так как они вносят помеху в сигнал, для которого основная передающая частота будет совпадать с частотой гармоники. Для этих целей разносят частотный диапазон передающих устройств, таким образом, чтобы они не мешали друг другу. Так вот, вероятность того, что такие «паразитные сигналы» будут влиять на работу системы ГЛОНАСС выше или ГЛОНАСС будет мешать работе других систем. В принципе это и случилось, на сегодняшний день существует необходимость сдвига диапазона частот вправо, так как в настоящее время ГЛОНАСС мешает работе как подвижной спутниковой связи, так и радиоастрономии.

    Для третей группы характеристик, связанных с точностью двух систем понятно. В России диапазон L2, для военного применения - засекречен, плюс проверить его нет возможности, так как нет доступа к соответствующему наземному оборудованию.

    Следующая группа показателей «Погрешность определения времени» - что это за характеристика? Процесс измерения – это сравнение с эталоном. Современные измерительные системы, или любой прибор, который что либо измеряет, построен таким образом, что ему не надо знать абсолютное значение эталона. Для измерения прибору необходимо такое понятие как стабильность (изменение во времени) этого эталона. Например абсолютное значение эталона времени в США и России расходится на две секунды, но стабильность этого эталона составляет наносекунды. В спутниковых системах измерение расстояния до спутника производится при помощи стабильных атомных часов, которые находятся на борту спутника. От стабильности (точности) этих часов зависит и точность измерения расстояния до спутника, а следовательно и точность расчёта координат. И что мы видим, точность (стабильность) часов на борту спутников GPS, для гражданского диапазона L1, выше в три раза, чем у часов спутников ГЛОНАСС. Следовательно и расчётная точность определения координат в системе GPS будет заведомо выше. Посмотрим диапазон L2, для военного применения, система GPS нормирует погрешность порядка 180 нс, скорее всего это показатель стабильности времени на разных спутниках в системе. Следовательно для ГЛОНАСС следует ожидать погрешность для частоты L2 порядка 500 нс в лучшем случае, естественно, этот показатель засекречен, так как расчёт это одно, а реальные показатели, скорее всего будут не в пользу ГЛОНАСС.

    И последний показатель «Система отсчета пространственных координат», для ГЛОНАСС это - ПЗ-90, для GPS - WGS-84, что это означает для простого обывателя. Земной шар, на котором мы живем, не является идеальной фигурой шара, так вот ученые – математики США и России создали две разные математические модели описывающие неровности нашего шарика, по которым ведётся расчёт координат. Т.е. расстояние до спутников в GPS и ГЛОНАСС мы измеряем по одному принципу, а вот расчёт фактических координат происходит по разным формулам. Если честно, какая математическая модель точней или лучше я не знаю, но существует сложность пересчета данных между системами ГЛОНАСС и GPS, из-за отсутствия официально опубликованной матрицы перехода между используемыми системами координат, по некоторым оценкам на сегодня, погрешность пересчёта составляет порядка 20 метров. 

    Есть ещё некоторые особенности в административном подчинении и управлении двух систем. Начиная с 1973 года, когда программы военно-воздушных и военно-морских сил США были объединены в общую национальную программу «Навстар»–GPS, ею руководит Пентагон. В декабре 2004 года президент Соединенных Штатов Джордж Буш подписал директиву, определяющую политический курс американского правительства в отношении средств координатно-временного обеспечения. Директивой определено, что основным источником финансирования программы GPS являются фонды Министерства обороны США. В заключительном разделе документа детально определены обязанности министерств и ведомств в плане обеспечения функционирования, применения и усовершенствования средств координационно-временного обеспечения при головной роли Пентагона. Именно по инициативе Минобороны США было рекомендовано использование точных сигналов GPS для гражданских лиц и снято ограничение на использование сигналов повышенной точности. В 2002 году появилось сообщение о возвращении в бюджет Пентагона первых миллиардов долларов вырученных от продажи GPS-аппаратуры и услуг.

    А что в России? В начале 1970-х годов  заказчиком системы ГЛОНАСС являлось Главное управление космических систем (ГУКОС) Минобороны СССР. После выдачи технического задания (ТЗ) разработчику (3-й Главк Минобщемаша), встал вопрос – кто будет куратором программы от военного ведомства? Однако вопрос не был решен и ГЛОНАСС в течение нескольких лет оставался практически без контроля со стороны заказчика. В последующем курирование работ по ГЛОНАСС было возложено на военно-космические силы. Однако в 1989 году Минобороны начало переговоры о передаче управления системой Российскому авиационно-космическому агентству. В Генштабе Вооруженных сил РФ в тот период не нашлось военных специалистов, понимающих значение ГЛОНАСС для армии и флота. Постановление правительства РФ от 29 марта 1999 года № 346 утвердило «Положение о разграничении ответственности федеральных органов исполнительной власти за поддержание, использование и развитие ГЛОНАСС».

    Так, по мнению некоторых специалистов, поскольку система ГЛОНАСС должна в первую очередь стать системой боевого обеспечения всех видов и родов Вооруженных сил России, контроль за выполнение ФЦП «ГЛОНАСС» должен оставаться за Министерством обороны РФ как главным заказчиком этой системы. Следует образовать при Министерстве обороны РФ дирекцию ФЦП развития ГЛОНАСС, которая бы являлась штабом, организующим выполнение и контроль всех необходимых мероприятий во главе с директором, обладающим правом прямого доклада о состоянии ГЛОНАСС высшему руководству страны. Директору должна оказываться помощь в его служебной деятельности со стороны руководителей управлений Генштаба и Минобороны, командующих видами и родами ВС РФ. Необходимо до конца 2008 года провести коррекцию действующей ФЦП «ГЛОНАСС» 2006–2011 годов, в которую должны быть включены целевые задачи с указанием конкретных результатов и сроков их выполнения.

6. Погрешность или точность системы спутниковой навигации

    Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения. Чем выше точность системы, тем меньше отклонение – погрешность.

Погрешность бывает абсолютная – выражается в единицах измерения и относительная – выражается в процентах. Обычно принято погрешность описывать как плюс/минус половина максимального отклонения величины. Т.е. величины плюс/минус 15 метров или просто тридцать метров равны между собой.

    Анализируя литературу о спутниковых системах погрешность (отклонение) или точность принято указывать в абсолютных величинах, например в метрах. Скорее всего это сделано для лучшего понимания вопроса не профессионалами, но возможно в некоторых источниках понятие плюс/минус по незнанию терялось и это приводило к изменению точности в два раза. Это приводит к большим расхождениям в оценки точности спутниковых систем. Попробуем разобраться сами в этом вопросе.

Рассмотрим основные причины, возникновения погрешности в системах спутниковой навигации.

1. Погрешность математической модели расчёта координат. 

    В виду того , что наша земля не идеальный шар, то и существует погрешность математического его описания. 

WGS 84 определяет координаты относительно центра масс Земли, с учетом погрешности привязки к ориентирам на земле, эта погрешность составит порядка 1-2 метра.

В ГЛОНАСС используется система координат СК-95 или ПЗ-90, точность отнесения системы координат ПЗ–90 к центру масс Земли составляет то же 1–2 метра.

    Важно понять - сами по себе системы координат ошибку в определение положения точки в пространстве не вносят, так как величина ошибки – это всегда сравнение с эталонным значением, которого просто не существует, если использовать только одну систему координат. Ошибка возникает при переходе от одной системы к другой. Как отмечалось выше официальной таблицы пересчёта координат из одной системы в другую не существует. Поэтому попробуем воспользуемся экспериментальными данными, они показывают, что координаты точек на земле, выраженные в различных системах координат, отличаются реально не больше, чем на 20 метров. Тогда предположим, что обе система координат WGS 84 и ПЗ-90 неверны с одинаковой степенью вероятности, следовательно можно предположить, что погрешность математической модели для обоих систем будет равна 10 метрам.

 

2. Погрешность связанная с расхождением между фактическим положением GPS-спутника и его расчетным положением. 

    Все вы знаете что из за гравитационного поля земли, спутники, которые летают вокруг планеты постоянно изменяют свою орбиту, как бы падают на землю. И эту орбиту приходится постоянно корректировать – возвращать спутник назад, т.е. периодически включать двигатели на спутнике и как бы затаскивать спутник на более высокую орбиту. Для этого существуют станции слежения, которые измеряют эту орбиту и корректируют её для каждого спутника персонально. Так же гравитационное поле земли неравномерно и эта неравномерность отклоняет этот спутник от идеальной- расчётной орбиты. Значение погрешности, связанное с этими факторами обычно не превышает величины 3 метра, для обоих систем.

3. Погрешность определения расстояния до спутников. 

    В виду того, что скорость распространения радио-волн постоянна и равна скорости света, то измерение расстояния до спутника сводится к измерению интервала времени за которое радиосигнал проходит от спутника до приемника. Методы измерения интервала времени сводятся к подсчёту импульсов, которыми заполняется этот интервал. В виду того, что цикл измерений, для определения одной координаты, проводится довольно быстро, то нас интересует понятие стабильности часов за цикла измерения этих координат. Соответственно точность измерения расстояния будет зависеть от точности (стабильности)  часов, которые находятся на борту спутника. 

    Для GPS погрешность атомных часов будет порядка 180 нс, а для ГЛОНАСС 1000 нс, плюс это величина ещё будет разсогласована для разных спутников, поэтому точность определения координат, при этом составит 1 и 5 метра соответственно.

4. Погрешность связанная с неоднородностью атмосферы, из-за которой скорость и направление распространения радиоволн может меняться в определённых пределах; 

Скорость радио-сигнала в вакууме максимальна и равна скорости света, а при прохождении плотных слоёв атмосферы радиосигнал затрачивает больше расчётного времени – это ведёт к неправильному определению расстояния до спутника. Так при прохождении верхних слоёв атмосферы (ионосферы) ошибка определения координат составит порядка 20-30 метров днем и 3-6 метров ночью. Несмотря на то, что навигационное сообщение, передаваемое с борта GPS- спутника на частоте L2, содержит параметры модели ионосферы, компенсация фактической задержки, в лучшем случае, составляет 50%, т.е. 15 метров днём и 3 метра ночью. А при прохождении нижних слоёв атмосферы (тропосферы) значения этой погрешности на частоте L1 составит 30 метров, а с учётом коррекции точность может достигать 5-6 метров 

    Вполне очевидно, что ошибки по разным спутникам между собой мало связаны и разные по величине - сигналы от разных спутников идут через разные части небосклона и эфемериды у всех спутников индивидуальные. Поэтому логично иметь- сеть наземных станций. При этом можно, обрабатывая данные от всех станций в сети, создавать модель распределения ошибок по поверхности участка Земли и более точно прогнозировать поправки для любой точки зоны действия сети. Так построена система дифференциальных поправок WAAS.

    Так как атмосфера у земли одна и при работе спутниковых системы параметры её не меняются, то сделаем предположение, что погрешности для GPS и ГЛОНАСС будут одинаковы.

5.1. точность систем GPS и ГЛОНАСС

     Для общей оценки погрешности систем, если известны погрешности отдельных составляющих, используют различные способы оценки этой погрешности. Как мы говорили выше при оценки погрешности используется понятие отклонение от номинального значения, это значение мо

1. Метод наихудшего случая. 

    При этом методе  все максимальные величины всех составляющих погрешности просто математически складывают. При этом говорится, что при самом плохом стечении обстоятельств погрешность всей системы не превысит этой величины, поэтому имеем:

для GPS (сигнал L2)      10+3+1+15+6=35 метров 

для GPS (сигнал L1)     10+3+1+30+30=74 метра

для ГЛОНАСС        10+3+5+15+6=39 метров

2. Вероятностные методы оценки погрешности. 

    В основе вероятностного метода лежит предположение, что отдельные составляющие погрешности, отклонение от номинального значения, могут быть как в одну, так и в другую сторону. Составляющие погрешности могут даже улучшить общий результат - скомпенсировать друг друга, при этом общая погрешность может быть даже меньше, чем погрешность отдельных составляющих. При данном методе, если извлечь квадратный корень из суммы квадратов составляющих погрешности системы, то можно утверждать, что погрешность, с вероятностью 95%, не превысит, рассчитанного значения, поэтому имеем: 

для GPS  (сигнал L2)          19 метров 

для GPS (сигнал L1)            44 метров

для ГЛОНАСС            20 метров 

Из Интернета имеем сравнительную таблицу:

                                               Горизонтальная ошибка             Ошибка по высоте

                                                             95%                                        95%

GPS (сигнал L2)                                      18                                           34

GPS (сигнал L1)                                      72                                          135

ГЛОНАСС                                                26                                           45

ГЛОНАСС+GPS                                        20                                           38

    Наши расчёты погрешностей, при определении горизонтальных координат, для системы GPS (сигнал L1) практически совпали полностью и это понятно, что вся информация бралась из Интернета, а там рассматривают величины составляющих погрешностей только для GPS системы, т.к. она работает и эта информация не засекречена. Для системы ГЛОНАСС сложнее, так никакой информации нет и мы вынуждены были проводить расчет по аналогии с GPS. Наш расчёт даёт большую точность для ГЛОНАСС, наше предположение, что наверное погрешность под номером 2, для ГЛОНАСС выше, чем для GPS. 

    Так же в Интернете есть такие заявления:

«За счет частотного разделения каналов в ГЛОНАСС обеспечивается лучшая, по сравнению с GPS, точность. Согласно статистики, в годы солнечной минимальной активности в ГЛОНАСС по 6 НКА по открытому дальномерному коду СКО ошибок определения широты и долготы составляет 20-28 м, а высоты 40-52 м, что в 2,5 раз меньше, чем для GPS при тех же условиях.». Считаем, что такое заявление не имеет смысла, и сошлёмся на ошибку измерения или на пиарный ход.

5.2. точность системы спутниковой навигации ГЛОНАСС+GPS

    Давайте всё таки разберёмся, что такое совмещённая система ГЛОНАСС+GPS  миф это или реальность. Как мы рассмотрели выше каждая система ГЛОНАСС и GPS имеет свою математическую модель, свои орбиты спутников и принципы передачи сигнала со спутников. Теоретически в одном приборе (приемнике) возможно разместить две системы и они будут работать параллельно ГЛОНАСС будет определять свои координаты, на основе показаний своих спутников, а GPS будет определять свои, на основе своих спутников. В результате мы получим координаты приемника от двух систем каждые со своей погрешностью. Далее можно воспользоваться статистическими методами обработки результатов, т.е. рассчитать среднее арифметическое значение координат, между показаниями двух систем. При этом точность определения результатов повысится. Погрешность результата такого расчёта можно определить путём нахождения среднего-арифметического значения погрешностей для двух систем. На основании таблицы для сигналов GPS и ГЛОНАСС она составит 22 метра. В принципе эта погрешность совпадает со строкой погрешности для системы ГЛОНАСС+GPS (20 метров). Такая система в принципе реализуема и сможет работать.

    Рассмотрим ещё один интернетовский постулат: 

«Сила российской и американской навигационных систем – в синергии, то есть, в их совместной работе. Подавляющее большинство приемников ГЛОНАСС сконструировано таким образом, чтобы одновременно принимать сигналы от спутников разных систем и совместно использовать получаемую информацию. Например, если в зоне видимости находится по два спутника систем ГЛОНАСС и GPS (допустим, вы находитесь на узкой улице между высокими домами), используя их сигналы можно определить местоположение. Тогда как по спутникам только одной системы этого сделать было бы нельзя (для этого требуется минимум четыре спутника)».

    Ну, во первых, для системы GPS такой проблемы не существует, так как есть приемники на основе чипсета SiRF-III они определяют координаты приемника используя отраженный сигнал, т.е. этот приемник не теряет связь со спутниками при закрытой видимости горизонта, например  в лесу при распустившейся листве или на городских улицах с плотной и высокой застройкой домов. Плюс, в системе GPS уже планируется увеличение числа спутников до 48, что значительно улучшить точность, в случаях описанных выше.

    Во вторых, давайте представим работу такой гипотетической системы. Пусть мы определили расстояние до двух спутников из каждой системы. Далее нам надо высчитать координаты приемника, вопрос - по какой математической модели они будут вычисляться, если два спутника из одной системы а два из другой. На просторах интернета такой математической модели найти не удалось, даже её описание.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

ну и по теме: 

 

1. Телефон с GPS
Как правило, затрат не требует, ибо обычно уже есть в наличии. Нужно только установить нужный софт и карты.
Плюсы:
- Всегда с собой
- Векторные и растровые карты, космоснимки
Минусы:
- Мелкий экран
- Малое время работы в режиме навигации
- Нежный конструктив (ибо сенсорный экран)
Вывод: самый лучший вариант использования – поиск ответа на вопрос "Где я?" после очередной бурной пьянки.

2. Китайский автонавигатор
От 2000 до 10000 тысяч рублей в зависимости от диагонали экрана и прочих характеристик.
Обычно в комплекте идет Навител, которого за глаза хватает для навигации по асфальту.
Можно поставить OziExplorerCE и топографки.
Бюджетные версии, а так же железки от совсем уж неизвестных брендов могут подтупливать и/или глючить.
Плюсы:
- Дешево и сердито
- После доработки можно использовать топографки
Минусы:
- Малое время автономной работы: 1,5-3 часа
- Нежный конструктив (большой сенсорный экран)
- Из коробки только векторные карты
Вывод: вполне функциональный и жизнеспособный вариант при минимальных затратах. Идеально подходит для покатушек и неэкстремальных выездов на природу.

3. Нетбук
От 10000 до 15000 в зависимости от диагонали экрана и железа.
Фактически полноценный компьютер, с Озиком, космоснимками и пр.
Плюсы:
- Большой экран
- Широкий выбор софта
- При том относительная дешевизна в сравнении с аналогичными по функционалу решениями
- Можно смотреть фильмы в ожидании эвакуации
- Немалое время автономной работы: до 8 часов
Минусы:
- Габариты: в раскрытом состоании не очень компактен (исключение: трансформеры)
- Нежный конструктив
- Необходимость колхоза крепления в авто
Вывод: больший функциаонал в сравнении с китайскими автонавиками при больших затратах. Предназначен для тех же целей.

4. Туристический Garmin
От 5000 до 15000 рублей. Компактный бронебойный навигатор с меньшим, нежели у предыдущих вариантов, функционалом. Основная навигация - векторная. 
Плюсы:
- Зубонепрокусаем, водонепроницаем, впивенеутопляем
- Отдельные модели еще и плавают
- Питание от пальчиковых батареек, один комплект - до 20 часов
- Компактен
- Надежен как АК-47
Минусы:
- Достойные модели стоят дорого
- Маленький экран
- Только векторные карты (топографки можно в новых навиках, но немного и с бубнотанцами)
Вывод: подойдет в случае регулярных и продолжительных пеших отлучений от автомобиля. Небольшой, надежный носимый навигатор.

5. Планшетный компьютер
От 15000 рублей за полноценный компьютер с нормальной ОС и от 5000 за китайский планшет на Андройде.
На полноценных планшетниках полностью повторяется функционал нетбука, на Андроидных – полноценная векторная нафигация и кастрированная по топографкам.
Плюсы:
- см. нетбук
- Моноблок, который проще крепить в машине
Минусы
- см. нетбук
- Клавиатура либо наэкранная, либо внешняя
- Дороже в сравнении с нетбуком
Вывод: см. нетбук, но в случае наличия лишних денежных знаков.

6. Защищенный планшетник типа Hammerhead или Xplore
От 20000 рублей. Фактически совмещает в себе функционал взрослых планшетников с бронебойностью Гарминов.
Корпус из металла, вместо тачскрина – как правило радиоперо. Выдерживает встряски, удары и легкие купания. Экран можно протирать грязным сапогом.
Плюсы:
- Максимально возможный функционал в защищенном корусе
- Можно орехи колоть
Минусы:
- Вес (нужна крепкая докстанция)
- Цена (полный комплект Хаммерхеда с 2 аккумами, чехлом, 2 перьями, зарядками, докстанцией и GPS тянет на 30000 рублей)
- Радио-перо, которое можно потерять
Вывод: идеально подходит для серьезной эксплуатации вне дорог и на всяких соревнованиях.

7. Защищенный ноутбук Panasonic
От 20000 рублей за старое б/у. Старые Панасоники очень задумчивы, новые - дороги. Защищенный ноутбук является менее удобной в машине альтернативой защищенному планшетнику при аналогичном функционале (ну разве что внешняя клавиатура не нужна). Новые дорогие панасоники - трансформеры с тачскрином.
Плюсы:
- см. защищенный планшетник
- Есть полноценная клавиатура
Минусы:
- Салабая защищенность экрана в раскрытом виде
- Большая цена в стравнении с Хаммерхедом
- В рабочем положении обладает большими габаритами (сложнее крепить в машине)
Вывод: см. защищенный планшетник

 

:gallery_31893_522_506:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Нужен хороший,

 

Garmin GPSMAP 695 172 560 руб.https://market.yandex.ru/product/4661244?hid=294661

 

это не просто хороший - от этого весь ландшафт в лесу о"уеет  :Koshechka_08:  :D  :gallery_31893_522_506: 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

не особо хитрый в использовании

 

Garmin GPSMAP 695 

:48:  :48:  :48:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ох ё маё . Прочитал только последнее предложение , там пропланшет говориться .

Но вот прикольная фишка . Мой планшет почему то самопроизвольно отключаться в режиме навигации .

Установлен платный навител . Хватает его максимум минут на 30 . Потом он ( планшет наглухо отключается )

В дороге это особенно прикольно . Вот например , когда я ехал осенью с встречи , то этот навител с мкад , затащил меня в Москву , и .. и ... отключился ( я , что бы его перезапустить его , одной рукой как то рулить приходилось , другой включать его , третьей рукой передачи переключать и не помню чего ещё .. ну и двумя ногами на педали нажимать ) .

С движением по Москве понятно , влазиишь в полосу которая тебе больше нравится , ну и влазиишь по настойчивей так , поплотней ... и нормально .

Так вот интересно , почему отключается планшет ? Почему он при работе с программой навигатора заметно греется ?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Так вот интересно , почему отключается планшет ?

 

была такая шняга на прошлой прошивке навитела - после обновления перестал вылетать без спроса  :gallery_31893_522_506:

 

Почему он при работе с программой навигатора заметно греется ?

 

прилепи его на двухсторонний скотч снаружи лобового  :gallery_31893_522_506:  :Koshechka_08:  :ignat_02:  или спроси у Петровича увеличенный радиатор  B)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

В дороге это особенно прикольно . Вот например , когда я ехал осенью с встречи , то этот навител с мкад , затащил меня в Москву ,

:48:  :48:  :48:

мы, когда возвращались с Б.С.,хотели через МКАД не возвращаться :ignat_02: , так он ссука(нафигатор) вывел нас на МКАД и.....завис :angry:  :ignat_02:

очухался аж в тульской губернии :ignat_02:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я тоже поупражнялся в этой теме...И в конце концов пришел к планшету...Взял ASUS, 7 дюймов, 375-й, за 7тыс. с копейками...Флешка на 64, нагрузил кучу всего , вплоть до карт Генштаба...Была и прога "7 дорог" , но по семи дорогам она меня умотала, при своем лошадином объеме, дольше грузилась, чем работала...Так, вот...Этот планшет с GPS и Глонас, точность высокая...В лесу перешагивал ручей,ПЕРЕШАГИВАЛ, и он мне показывал , на каком я берегу...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Для ПЕШЕГО похода, если нужна Надежность приема сигнала, Неубиваемость прибора (кроме как нарочно), Точность определения местонахождения - Garmin 64ST . Без вариантов. Ибо наличие одновременно возможности пользовать и ГЛОНАСС, и GPS не даёт пендосам искажать реальную картину местонахождения. Но!!! Экран у него небольшой. По мне, так он большой и Даром не нужен при пешем движении. Универсалов (и за рулем удобно, и подвешенным на лямке таскать), к сожалению, не встречал.

Думаю, для авто больше подойдёт средний планшетник и gps-антена внешняя к нему.

Изменено пользователем BarSSik

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

У меня для пешкодрала и лодки -  60CSx от Гармина. ИМХО максимально простой, надёжный и не замороченый ни на что лишнее, все функции нужные. Простое и логичное управление, внятное меню. Очень долго держит заряд, работает хоть из кармана. Но таких сейчас днём с огнём не сыскать. У меня у всех друзей такие, на редкость удачная модель. Как раз тот случай, когда старая модель лучше новой. Их и Б/Ушные все в сети выгребли подчистую.

Изменено пользователем GunDi

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

И в конце концов пришел к планшету...Взял ASUS, 7 дюймов, 375-й, за 7тыс. с копейками...

 

кетай неше всё - в кетайский андроид можно натолкать от навитела до ози  :gallery_31893_522_506:  не люблю гармин за отсутствие унификации и необходимость таскать очки  B)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

60-ка Ооочень хороша, бесспорно, НО... как и 62-я серия неоднократно ловлена на искажении точки стояния от 16 до 350 метров. Причём значительно это проявляется ближе к пограничным зонам и было много фактов при проведении олимпиады. Может таким манером хотели ДТА устроить. Бог знает.

Кстати, у всей 60-й серии (60,62,64), управление практически одинаковое и понятно интуитивно. Только у 62 и 64 экранчик цветной (о моделях с встроенной 5-три мпкс камерой умолчим , все равно она ни о чем).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

У 60-ки тоже цветной  ;) , по крайней мере у моей CSx. В пограничных зонах не бывАл, а там где постоянно ей пользуюсь, расхождений не замечал.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

у меня тоже 60ка , кузов в смысле . :-))) А акромя радиатора на планшет примастырить , есть ещё какие нибудь мысли ? Он реально греется в режиме навигации ..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

у меня тоже 60ка , кузов в смысле . :-))) А акромя радиатора на планшет примастырить , есть ещё какие нибудь мысли ? Он реально греется в режиме навигации ..

У меня крепление для планшета выполнено так, чтобы воздуховоды "дули" на него. Включаешь кондей- и нет проблем.

https://fotki.yandex.ru/next/users/v-isakaev/album/199149/view/492771?page=0

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

у меня тоже 60ка , кузов в смысле . :-))) А акромя радиатора на планшет примастырить , есть ещё какие нибудь мысли ? Он реально греется в режиме навигации ..

Андрей, если отключить "мобильные данные", т.е. мобильный инет, при работе навигатора - будет меньше греться, меньше тупить и дольше держать батарею

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

На гарминовскую монтану 650, спутниковые прекрасно укладываются. Причем при уменьшении будет обычная карта, а при масштабировании спутник :)

 

 

У дочки для целей ориентирования в Москве три года назад был куплен планшет Асус W501 с GPS, 3G на винде, ставится все что нужно. Сейчас все это в телефоне есть, для города хватает. В машине  я (правда редко) использую DRS Armor C12  Он только большой и железный, что есть минус. Для простопоездок китайский планшет со всеми пирогами (чипы Глонасс и GPS) и интернетиками на 8.1 с озиками и прочим. Есть на авито   DRS Armor X10gx в Иркутске. взял бы на замену своему С12...  а для леса и неубиваемости Garmin Montana.  экран 4" не маленький, питание от обычных батареек АА, которые в любом сельпо есть.

 

ИМХО.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Готовь телегу летом... ;) Заменил морально и физически устаревший Гармин Нуви 200 на, опять же, Гармин Нуви, но 57MLT. Как и предшественника, установил в верхний бардачок под крышку. После небольшого напилинга и прикрутинга создается ощущение штатного оборудования, чему несказанно рад. Точки из предшественника перенёс легко, ибо у Гарминов это делается переносом содержимого папки при подключении к компьютеру.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу