Глонасс в мерседесе как работает

Видеорегистратор для ЭРА Глонасс

Запись видео в HD-формате
Автоматическое включение/выключение при включении зажигания
Отображение геокоординат и скорости движения на видеоизображении

Внимание: Перед началом работы видеорегистратора в модуль необходимо установить микро SD-карту памяти (не входит в комплект поставки) объем до 32 ГБ, формат данных: FAT32, класс скорости: мин. 6

В видеорегистратор встроен Wi-Fi модуль, для подсоединяя к нему мобильных устройств для:

Изменения настроек видеорегистратора
Просмотра/скачивания видео

Внимание: для активации Wi-Fi необходимо удерживать кнопку включения видеорегистратора, пока не начнет моргать оранжевый светодиод. Индивидуальный пароль для подсоединения по Wi-Fi находится на обложке инструкции по эксплуатации.

Для изменения настроек видеорегистратора, а также для просмотра видеозаписей с помощью мобильных устройств запустите интернет-браузер на мобильном устройстве и введите в адресную строку адрес dash.cam или 192.168.2.1. Веб-интерфейс с меню управления видеорегистратора открывается.

Что это такое и как работает?

ГЛОНАСС - это аббревиатура от Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema, или, лучше сказать, Global Navigation Satellite System. Вы, наверное, уже догадались, о чем идет речь, в полном смысле.

ГЛОНАСС - русская версия GPS (Global Positioning System).

Кто построил ГЛОНАСС?

- Реклама -

Развитие ГЛОНАСС началось в Советском Союзе в 1976 году. ГЛОНАСС - самая дорогостоящая программа, начатая Федеральным космическим агентством России, на которую ушла треть его бюджета на 2010 год.

Версии

Существуют различные версии ГЛОНАСС, а именно:

ГЛОНАСС - Был запущен в 1982 году. Спутники, которые были запущены, предназначались для определения местоположения по погоде, измерения скорости и времени в любой точке мира или вблизи земного пространства российскими военными и официальными организациями.
ГЛОНАСС-М - Запущен в 2003 году. Добавляет второй ГК. ГЛОНАСС-М жизненно необходим для приемников ГИС-карт.
ГЛОНАСС-к - опять началось в 2011 г. и

Инновации: ГЛОНАСС - прошлое, настоящее и будущее: GPS World

Альтернатива и дополнение к GPS

Обзор истории программы ГЛОНАСС, ее текущего состояния и обзор планов на ближайшее будущее спутниковой группировки, ее навигационных сигналов и наземной сети поддержки.

Доступны английские версии документов по управлению интерфейсом CDMA ГЛОНАСС. См. Дополнительную информацию.

Ричард Лэнгли

окт.12 февраля 1982 года в Советском Союзе был запущен первый спутник ГЛОНАСС. В ответ на разработку GPS или просто для того, чтобы удовлетворить потребность в системе с аналогичными возможностями для своих вооруженных сил, Советский Союз начал разработку Глобальной навигационной спутниковой системы или Глобальной навигационной спутниковой системы в 1976 году, всего через три года после этого. запуск программы GPS. Первый испытательный спутник под кодовым названием Космос 1413 сопровождался двумя фиктивными или балластными спутниками с такой же приблизительной массой, поскольку Советский Союз уже планировал запускать три спутника ГЛОНАСС одновременно с помощью своих мощных ракет, чтобы сэкономить на затратах на запуск.

Но из-за неудачных запусков и характерно короткого срока службы спутников было запущено еще 70 спутников до того, как в начале 1996 года была создана полностью заполненная группировка из 24 функционирующих спутников (обеспечивающих полную оперативную способность или FOC). К сожалению, полная группировка была недолговечный. Экономические трудности России после распада Советского Союза нанесли ущерб ГЛОНАСС. Денег не было, и к 2002 году группировка сократилась до семи спутников, из которых только шесть были доступны во время операций по техническому обслуживанию! Но судьба России изменилась, и при поддержке российской иерархии ГЛОНАСС возродилась.Спутники-долгожители запускались по шесть в год, и медленно, но верно возвращалась целая группировка из 24 спутников. А 8 декабря 2011 года FOC снова был достигнут и впоследствии более или менее поддерживался - система даже иногда работала с запасными частями на орбите.

В то время как двухсистемные приемники GPS / ГЛОНАСС, предназначенные только для ГЛОНАСС и обзорные, существуют уже более десяти лет, производители обратили внимание на возрождение ГЛОНАСС и начали производить микросхемы и приемники с возможностью ГЛОНАСС для потребительского рынка.В 2011 году компания Garmin выпустила портативные приемники, поддерживающие как GPS, так и ГЛОНАСС. В том же году различные производители сотовых телефонов начали предлагать возможности ГЛОНАСС со своими встроенными модулями позиционирования. Первые приемники GPS / ГЛОНАСС проложили путь для приемников мульти-ГНСС, которые у нас есть сегодня, с их способностью отслеживать не только спутники GPS и ГЛОНАСС, но и спутники европейских систем Galileo и китайских BeiDou, а также японских Quasi- Zenith Satellite System (не говоря уже о спутниках спутниковых систем функционального дополнения).

Я задокументировал развитие ГЛОНАСС в этой колонке еще в июле 1997 года, а группа авторов из акционерного общества «Российские космические системы» обсуждала планы модернизации ГЛОНАСС в статье, опубликованной в апреле 2011 года. Просрочено обновление. Итак, в этой статье я кратко рассмотрю историю программы ГЛОНАСС, расскажу о ее текущем состоянии и рассмотрю планы на ближайшее будущее спутниковой группировки, ее навигационных сигналов и наземной сети поддержки.

РАННИЙ ГОД, НАСТОЯЩИЙ ДЕНЬ

Во время холодной войны информации о ГЛОНАСС было мало.Помимо общих характеристик орбит спутников и частот, используемых для передачи навигационных сигналов, Министерство обороны Советского Союза мало что раскрыло. Однако расследование, проведенное профессором Питером Дейли и его студентами из Университета Лидса, предоставило некоторые подробности о структуре сигналов. С наступлением гласности и перестройки и, в конечном итоге, распада Советского Союза информация о ГЛОНАСС стала более доступной. В конце концов русские выпустили Документ о контроле за интерфейсом (ICD).Этот документ, аналогичный по структуре пользовательским интерфейсам космического сегмента / навигации Navstar ICD-GPS-200, описывает систему, ее компоненты, а также структуру сигнала и навигационного сообщения, предназначенного для гражданского использования. Последняя его версия была опубликована в 2016 году, но пока она общедоступна только на русском языке.

Спутники и сигналы. На данный момент запущено шесть моделей спутников ГЛОНАСС (также известных как «Ураган», русское название «Ураган»). Россия (на самом деле бывший Советский Союз) запустила первые 10 спутников, получивших название Block I, в период с октября 1982 года по май 1985 года.В период с мая 1985 года по сентябрь 1986 года он запустил шесть спутников Block IIa и 12 спутников Block IIb в период с 1 апреля 1987 года по май 1988 года, из которых шесть были потеряны из-за сбоев, связанных с ракетами-носителями. Четвертой моделью был Блок IIv (v - английская транслитерация третьей буквы русского алфавита). К концу 2005 года русские развернули 60 Block IIv. Каждое последующее поколение спутников содержало усовершенствования оборудования, а также увеличивало срок службы.

Опытный образец спутника ГЛОНАСС-М (модернизированный) был запущен 30 декабря.1, 2001, вместе с двумя Block IIv с первыми двумя производственными спутниками ГЛОНАСС-М, включенными в тройные запуски 10 декабря 2003 г. и 26 декабря 2004 г. Два спутника ГЛОНАСС-М были включены в тройной запуск декабря 25, 2005. Новый дизайн предлагал множество улучшений, в том числе лучшую бортовую электронику, более продолжительный срок службы, гражданский сигнал L2 и улучшенное навигационное сообщение. Как и предыдущие версии, на космическом корабле ГЛОНАСС-М по-прежнему использовался герметичный герметичный цилиндр для электроники.

РИСУНОК 1. Изображение от Reshetnev Information Satellite Systems, производителя спутников ГЛОНАСС, на праздновании 35-летия запуска первого спутника ГЛОНАСС в 1982 году («35 лет служения миру»).

Все спутники ГЛОНАСС, запущенные с декабря 2005 г., являются спутниками ГЛОНАСС-М, за исключением двух спутников ГЛОНАСС-К1 (иногда называемых просто ГЛОНАСС-К), запущенных 26 февраля 2011 г. и 30 ноября 2014 г. ГЛОНАСС -Спутники K1 заметно отличаются от своих предшественников.Они легче, имеют негерметичный корпус (аналогичный корпусу спутников GPS), имеют улучшенную стабильность часов и более длительный, 10-летний расчетный срок службы. Они также впервые включают в себя сигналы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) на третьей частоте, сопровождающие унаследованные сигналы множественного доступа с частотным разделением (я их вскоре расскажу). Все спутники ГЛОНАСС были произведены акционерным обществом «Информационные спутниковые системы им. Решетнева», расположенным в Железногорске недалеко от Красноярска в Центральной Сибири и названном в честь основателя, генерального директора и главного конструктора Михаила Федоровича Решетнева.Компания Решетнева ранее называлась Научно-производственным объединением прикладной механики (Научно-производственное объединение прикладной механики или НПО ПМ). Государственная корпорация по космической деятельности Роскосмоса (ранее Федеральное космическое агентство), широко известная как Роскосмос, является государственным органом, отвечающим за ГЛОНАСС.

РИСУНОК 1 включает в себя изображения художников начальных спутников ГЛОНАСС, ГЛОНАСС-М и ГЛОНАСС-К1.

Орбиты

спутников ГЛОНАСС выстроены в трех плоскостях, отделенных друг от друга прямым восхождением восходящего узла на 120 градусов, по восемь спутников в каждой плоскости.Спутники в плоскости расположены на равном расстоянии друг от друга, разделенные по аргументу широты на 45 градусов. Спутники в прилегающих плоскостях смещены по аргументу широты на 15 градусов. Спутники выводятся на условно круговые орбиты с наклоном цели 64,8 градуса и большой полуосью примерно 25 510 километров, что дает им период обращения по орбите около 675,8 минут. Эти спутники имеют наземные треки, которые повторяются каждые 17 витков или восемь звездных дней. Плоскости орбиты ГЛОНАСС пронумерованы 1–3 и содержат орбитальные щели 1–8, 9–16 и 17–24 соответственно.

РИСУНОК 2 показывает состояние созвездия на 17 октября 2017 г. Номер орбитального слота (также называемый слотом альманаха) и частотный канал (обсуждаемый ниже) даны в скобках. Недавно запущенная система ГЛОНАСС 752 была запущена 16 октября 2017 года, в результате чего группировка из 24 спутников была полностью готова к работе. Все спутники являются стандартными спутниками ГЛОНАСС-М, за исключением ГЛОНАСС 755, который включает передатчик для новой третьей частоты, и ГЛОНАСС 701К и 702К. Эти два последних - спутники ГЛОНАСС-К1, из которых 702К работают, а 701К проходит летные испытания.Буква «K» не является частью официального номера ГЛОНАСС, но была добавлена во избежание двусмысленности. Спутник ГЛОНАСС-М, запущенный 10 декабря 2003 года, также назывался ГЛОНАСС 701. Аналогичным образом Международная служба GNSS (IGS) называет ГЛОНАСС 701К и 702К 801 и 802 соответственно. IGS также обозначает ГЛОНАСС 751 как ГЛОНАСС 851, чтобы избежать путаницы с Космосом 2080, спутником ГЛОНАСС-IIv, запущенным 19 мая 1990 года, также называемым ГЛОНАСС 751. И он обозначает ГЛОНАСС 753 как ГЛОНАСС 853, чтобы избежать путаницы с Космосом 2140, ГЛОНАСС. Спутник IIv, запущенный 14 апреля 1991 года, также получил название ГЛОНАСС 751.

РИСУНОК 2. Состояние группировки ГЛОНАСС на 17 октября 2017 г. Зеленый квадрат обозначает местоположение исправного спутника, а оранжевый - тестового спутника. В скобках указаны номера орбитальных слотов и частотные каналы.

Спутники традиционно запускаются по три одновременно ракетами-носителями «Протон» с космодрома Байконур недалеко от Ленинска в Казахстане. Однако, начиная с запуска первого спутника ГЛОНАСС-К1, несколько спутников ГЛОНАСС были запущены по отдельности на ракетах «Союз» с космодрома Плесецк к северу от Москвы.

В отличие от GPS и других GNSS, ГЛОНАСС использует FDMA, а не CDMA для своих традиционных сигналов. Первоначально система передавала сигналы в двух диапазонах: L1, 1602,0–1615,5 МГц, и L2, 1246,0–1256,5 МГц, на частотах, разнесенных на 0,5625 МГц на L1 и на 0,4375 МГц на L2:

L 1 _к = 1602. + 0,5625 к (МГц)

L 2 _к = 1246. + 0,4375 к (МГц)

В этой схеме предусмотрено 25 каналов, так что каждому спутнику в полной группировке из 24 спутников может быть назначена уникальная частота (с оставшимся каналом, зарезервированным для тестирования).Некоторые из передач ГЛОНАСС первоначально вызывали помехи для радиоастрономов, которые изучают очень слабые естественные радиоизлучения в районе частот ГЛОНАСС. Радиоастрономы используют полосы частот 1610,6–1613,8 и 1660–1670 МГц для наблюдения за спектральными излучениями облаков гидроксильных радикалов в межзвездном пространстве, и Международный союз электросвязи (МСЭ) предоставил им статус основных пользователей этого пространства спектра. Кроме того, МСЭ выделил полосу частот 1610–1626,5 МГц операторам низкоорбитальных спутников мобильной связи.В результате руководство ГЛОНАСС решило сократить количество частот, используемых спутниками, и сместить полосы на несколько более низкие частоты.

В настоящее время система использует только 14 каналов первичной частоты со значениями k в диапазоне от –7 до +6, включая два канала для целей тестирования (в настоящее время –5 и –6). (Канал +7 также использовался в прошлом для целей тестирования.) Как 24 спутника могут работать только с 14 каналами? Решение состоит в том, чтобы противоположные спутники - спутники в одной плоскости орбиты, разделенные аргументом широты на 180 градусов, - использовали один и тот же канал.Такой подход вполне осуществим, потому что пользователь в любом месте на Земле никогда не будет одновременно принимать сигналы от такой пары спутников. Переход на новые частотные присвоения начался в сентябре 1993 года.

Как и унаследованные сигналы GPS, сигналы ГЛОНАСС включают два кода дальности псевдослучайного шума (PRN): ST (для стандартной точности или стандартной точности) и VT (для высокой точности или высокой точности), аналогично GPS C / A- и P- коды, соответственно (но с половинной скоростью кодирования), модулированные на несущие L1 и L2.

Как и GPS, ГЛОНАСС передает код высокой точности как на L1, так и на L2. Но, в отличие от спутников GPS, код ГЛОНАСС стандартной точности также передавался на частотах L2, начиная со спутников ГЛОНАСС-М. (Отдельный гражданский код, L2C, был добавлен к сигналу L2 GPS, передаваемому блоком IIR-M и последующими спутниками.) ST-код ГЛОНАСС имеет длину 511 чипов со скоростью 511 килочипов в секунду, что дает интервал повторения 1 миллисекунды. Длина VT-кода составляет 33 554 432 чипа со скоростью 5.11 мегачипов в секунду. Кодовая последовательность усекается, чтобы обеспечить интервал повторения в 1 секунду. В отличие от спутников GPS, все спутники ГЛОНАСС передают одни и те же коды. Они получают синхронизацию сигналов и частоты от одного из бортовых атомных стандартов частоты (AFS), работающих на частоте 5 МГц. Спутники различных серий ГЛОНАСС, начиная с блока II и заканчивая серией ГЛОНАСС-М, имеют по три цезиевых АСПО на каждом спутнике. Передаваемые сигналы имеют правую круговую поляризацию, как сигналы GPS, и имеют сопоставимые уровни сигнала.

Навигационное сообщение. Подобно GPS и другим GNSS, сигналы ГЛОНАСС также содержат навигационные сообщения, содержащие информацию об орбите спутника, часы и другую информацию. Отдельные навигационные сообщения со скоростью 50 бит в секунду добавляются по модулю 2 к кодам ST и VT. Сообщение с кодом ST включает в себя эпоху спутниковых часов и отклонения скорости от системного времени ГЛОНАСС; эфемериды спутников, заданные в виде векторов положения, скорости и ускорения спутника в опорный период; и дополнительная информация, такая как биты синхронизации, возраст данных, состояние спутника, смещение системного времени ГЛОНАСС от всемирного координированного времени (UTC), которое поддерживается Национальным метрологическим институтом Российской Федерации UTC (SU) в рамках Государственной службы времени и частоты. , и альманахи (приблизительные эфемериды) всех остальных спутников ГЛОНАСС.Обратите внимание, что, в отличие от системного времени GPS, например, системное время ГЛОНАСС не имеет целочисленного смещения от всемирного координированного времени, и поэтому скачки секунды координации добавляются к системному времени ГЛОНАСС одновременно с скачками к всемирному координированному времени. Однако обратите внимание, что системное время ГЛОНАСС смещено на постоянные три часа, чтобы соответствовать московскому стандартному времени (MSK, сокращение от Moscow).

Полное сообщение длится 2,5 минуты и непрерывно повторяется между обновлениями эфемерид (номинально каждые 30 минут), но информация об эфемеридах и часах повторяется каждые 30 секунд.

Власти ГЛОНАСС не публиковали, по крайней мере публично, подробности навигационного сообщения с кодом VT. Однако известно, что полное сообщение занимает 12 минут, а информация об эфемеридах и часах повторяется каждые 10 секунд.

Геодезическая система. Эфемериды ГЛОНАСС привязаны к геодезической системе "Параметры Земли 1990" (ПЗ-90 или, в английском переводе, Параметры Земли 1990, ПЭ-90). ПЗ-90 заменил советскую геодезическую систему 1985 года, SGS 85, которая использовалась ГЛОНАСС до 1993 года.PZ-90 - это наземная система отсчета, система координат которой определена так же, как и международная наземная система отсчета (ITRF). Первоначальная реализация ПЗ-90 имела точность один-два метра.

Однако, чтобы приблизить систему к ITRF (и геодезической системе координат WGS 84 GPS), были выполнены два обновления PZ-90. Первое обновление, в результате которого появился PZ-90.02 (относится к 2002 году), было принято для работы ГЛОНАСС 20 сентября 2007 года и приблизило кадр широковещательных орбит (и, следовательно, полученные координаты приемника) к ITRF и WGS 84.Другая реализация, ПЗ-90.11, принятая на вооружение 31 декабря 2013 г., как сообщается, снизила различия до субсантиметрового уровня.

ТАБЛИЦА 1 перечисляет определяющие константы и параметры PZ-90.

ТАБЛИЦА 1. Основные геодезические постоянные и некоторые параметры геодезической системы ПЗ-90 в системе ГЛОНАСС.

Новые спутники ГЛОНАСС-К передают дополнительные сигналы. ГЛОНАСС-К1 будет передавать сигнал CDMA на новой частоте L3 (1202,025 МГц), а ГЛОНАСС-К2, кроме того, будет передавать сигналы CDMA на частотах L1 и L2.

РИСУНОК 3. Решетка круглых отражателей на спутнике ГЛОНАСС-К1, окружающая внутренние элементы антенны навигационного сигнала. Фото из Информационных спутниковых систем имени Решетнева.

Контрольный сегмент . Подобно GPS и другим GNSS, ГЛОНАСС требует сети наземных станций для мониторинга и обслуживания спутниковой группировки, а также для определения орбит спутников и поведения их действующих AFS. Сеть слежения использует станции только на территории бывшего Советского Союза, дополненные станциями спутниковой лазерной локации, чтобы помочь в определении орбиты, поскольку все спутники ГЛОНАСС содержат лазерные отражатели (см. РИСУНОК 3).

Наличие неглобальной сети станций слежения для определения орбит спутников и поведения AFS приводит к незначительному ухудшению ошибки дальности сигнала ГЛОНАСС в пространстве (SISRE). В последнее время за рубежом был создан ряд станций слежения в связи с разработкой российской спутниковой системы функционального дополнения (SBAS), Системы дифференциальной коррекции и мониторинга (SDCM). SDCM будет работать аналогично Wide Area Augmentation System или WAAS, U.S. SBAS и другие находящиеся в эксплуатации SBAS. Добавление к сети слежения зарубежных станций SDCM, которая уже включает станции в Антарктиде и Южной Америке, и прибывают новые станции, может помочь улучшить SISRE. Роскосмос также использует глобальную сеть IGS и других станций слежения для мониторинга состояния группировки ГЛОНАСС (см. РИСУНОК 4).

РИСУНОК 4. Глобальная сеть спутникового мониторинга состояния ГЛОНАСС Роскосмоса с 22 станциями передачи сообщений 18 октября 2017 г., с 13:00 до 14:00 мск.

Производительность. SISRE с годами улучшился и в настоящее время находится на уровне от 1 до 2 метров. Частично это связано с лучшими характеристиками бортовых AFS новейших спутников ГЛОНАСС-М по сравнению с первыми спутниками ГЛОНАСС-М. Их относительная однодневная стабильность улучшилась с 10-13 до 2,4 × 10-14. РИСУНОК 5 показывает временной ряд последних значений SISRE, определенных Информационно-аналитическим центром позиционирования, навигации и синхронизации.Эти уровни ошибок могут привести к ошибкам позиционирования на основе псевдодальности с использованием широковещательных орбит и часов ГЛОНАСС примерно в два раза хуже, чем те, которые обеспечивает GPS - хотя в любой данный момент на точность позиционирования также влияют атмосферные эффекты и многолучевость, а это может преобладают над ошибками сигнала в пространстве.

РИСУНОК 5. Суточная среднеквадратичная ошибка дальности сигнала в пространстве ГЛОНАСС в метрах, определенная Информационно-аналитическим центром позиционирования, навигации и хронометража.

Гораздо более высокая точность позиционирования может быть получена с использованием орбит и часов ГЛОНАСС, предоставляемых IGS и участвующими в ней аналитическими центрами. Это особенно верно, если измерения фазы несущей используются вместо или в качестве дополнения к измерениям псевдодальности. Комбинация должным образом взвешенных измерений GPS и ГЛОНАСС оказалась полезной с точки зрения доступности, точности и эффективности, особенно для высокоточного позиционирования, выполняемого с использованием кинематического подхода в реальном времени или подхода RTK.Кроме того, метод точного позиционирования (PPP), основанный на двухчастотных измерениях фазы несущей в реальном времени или на постобработке с точными эфемеридами спутников и данными часов, продемонстрировал, что кинематическая точность на уровне дециметра возможна с использованием данных ГЛОНАСС или Данные ГЛОНАСС в сочетании с данными GPS. Статические решения PPP только для ГЛОНАСС за 24 часа достигли точности на миллиметровом уровне.

Пользователей. Первоначальное внедрение ГЛОНАСС гражданскими и военными пользователями в бывшем Советском Союзе, а затем и в России, не говоря уже о других странах, было минимальным.Прототипы приемников только для ГЛОНАСС были разработаны для военных, а зарубежные приемники GPS / ГЛОНАСС были разработаны несколькими производителями для научных и других передовых приложений. IGS добавила в свою сеть набор приемников слежения за ГЛОНАСС в 1998 году и с тех пор постоянно увеличивала количество таких приемников. Однако потребительское использование ГЛОНАСС как в России, так и за ее пределами началось только недавно, когда были разработаны чипсеты только для ГЛОНАСС и комбинированные чипы GPS / ГЛОНАСС. Такие чипсеты теперь используются во многих мобильных телефонах, а также в портативных GNSS-приемниках и автомобильных навигационных устройствах.

НОВЫЕ И УЛУЧШЕННЫЕ

Как упоминалось ранее, спутники ГЛОНАСС-K1 включают сигнал CDMA, сопровождающий унаследованные сигналы FDMA на новой частоте L3 1202,025 МГц. Скорость передачи кода ранжирования для сигнала CDMA составляет 10,23 мегакипа в секунду с периодом 1 миллисекунда. Он модулируется на несущей с использованием квадратурной фазовой манипуляции (QPSK) с синфазным каналом данных и квадратурным пилотным каналом. Набор возможных кодов дальности состоит из 31 усеченной последовательности Касами.(Последовательности Касами, представленные Тадао Касами, известным японским теоретиком информации, представляют собой двоичные последовательности длиной 2m - 1, где m - четное целое число. Эти последовательности имеют хорошие значения взаимной корреляции, приближающиеся к теоретической нижней границе. Коды Голда, используемые в GPS являются частным случаем кодов Касами.) Полная длина этих последовательностей составляет 214 - 1 = 16 383 символа, но код ранжирования усечен до длины N = 10230 с периодом в 1 миллисекунду.

Соответствующие символы навигационного сообщения передаются со скоростью 100 бит в секунду с половинной скоростью сверточного кодирования.Так называемый суперкадр навигационного сообщения (длительностью 2 минуты) будет состоять из 8 навигационных кадров (NF) для 24 обычных спутников на первом этапе модернизации ГЛОНАСС и 10 NF (продолжительностью 2,5 минуты) для 30 спутников в будущем. Каждая НФ (продолжительностью 15 секунд) включает 5 струн (по 3 секунды каждая). Каждая национальная федерация имеет полный набор эфемерид для текущего спутника и часть системного альманаха для трех спутников. Полный системный альманах транслируется в одном суперкадре.

Более легкие, негерметичные спутники K1 содержат два цезиевых и два рубидиевых АСП.Сообщается, что относительная суточная стабильность одного из рубидиевых AFS на спутнике K1 составляет 4 × 10-14. В результате SISRE для этого спутника составляет около 1 метра. Планируется добавить сигнал CDMA в L2 на будущих версиях спутников K1, получивших название K1 + (см. Ниже).

Спутники ГЛОНАСС-К2. Эти спутники будут тяжелее, чем спутники K1 и K1 +, с более широкими возможностями, включая сигнал CDMA на частоте GPS / Galileo L1 / E1. Перед запуском в серийное производство ИСС им. Решетнева сначала построит два спутника К2.Планировалось перейти на спутники K2 гораздо раньше, запустив только два спутника K1, которые сейчас находятся на орбите. Но, видимо, планы изменились из-за санкций, ограничивающих поставки радиационно-стойких электронных компонентов с Запада.

Теперь на ИСС им. Решетнева будут построены еще девять спутников ГЛОНАСС-К1. Неясно, сколько из них может относиться к разновидности K1 +. Спутники ГЛОНАСС-К1 теперь будут переходными спутниками между существующими спутниками ГЛОНАСС-М (включая полдюжины или около того, которые были изготовлены и хранятся на земле для будущих запусков по мере необходимости) и будущими спутниками ГЛОНАСС-К2.

На одном из первых спутников K2 будет установлен пассивный водородный мазер (ПГМ) AFS. PHM разрабатывался около десяти лет, и многолетние наземные испытания показали надежность и однодневную стабильность 5 × 10-15. Ожидается, что он внесет свой вклад в будущую 0,3-метровую SISRE.

Согласно недавнему отчету, спутники ГЛОНАСС-К2 начнут летные испытания в 2018 году, а серийное производство спутников ГЛОНАСС-К2 начнется в период 2019–2020 годов.

Улучшенные сети слежения. О разработке SDCM и связанной с ней сети слежения уже упоминалось. Станции сети SDCM оснащены комбинированными двухчастотными приемниками GPS / ГЛОНАСС, водородными мазерными атомными часами и прямыми линиями связи для передачи данных в реальном времени. Как упоминалось ранее, власти ГЛОНАСС изучают, может ли дополнительное использование станций SDCM для определения орбиты и часов ГЛОНАСС значительно повысить точность данных вещания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

GPS, самая старая GNSS, продолжает модернизироваться и скоро запустит первый спутник Block III или GPS III.Спутники GPS Block IIR-M и Block IIF уже передают новые сигналы. Galileo с самого начала запускает современные спутники, а BeiDou собирается начать запуск оперативной версии своих спутников BeiDou-3. ГЛОНАСС нельзя отставать. Она предоставляет полезные услуги позиционирования, навигации и хронометража, по крайней мере, с 1996 года. Хотя временами уровень обслуживания опускался ниже приемлемого уровня, теперь это надежная система, и с объявленными улучшениями она станет соперником в будущем мире многоцелевых систем. GNSS.

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЧТЕНИЕ

«Обновление программы ГЛОНАСС» И. Ревнивых, представленное на 11-м заседании Международного комитета по глобальным навигационным спутниковым системам, Сочи, Россия, 6–11 ноября 2016 г.

Подробное описание ГЛОНАСС

«ГЛОНАСС» С. Ревнивых, А. Болкунова, А. Сердюкова и О. Монтенбрука, Глава 8 в Справочнике Springer по глобальным навигационным спутниковым системам , под редакцией П.Дж.Г. Тойниссен и О.Montenbruck, опубликовано Springer International Publishing AG, Чам, Швейцария, 2017 г.

Официальные сайты ГЛОНАСС

Информационно-аналитический центр позиционирования, навигации и синхронизации

Российская система дифференциальной коррекции и мониторинга

Документы управления интерфейсом ГЛОНАСС

Документ управления интерфейсом ГЛОНАСС, навигационный радиосигнал в диапазонах L1, L2 , редакция 5.1, Российский институт космического приборостроения, Москва, 2008.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Общее описание системы сигналов множественного доступа с кодовым разделением каналов , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, открытый сервисный навигационный сигнал множественного доступа с кодовым разделением в полосе частот L1 , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, Навигационный сигнал открытой службы множественного доступа с кодовым разделением в полосе частот L2 , издание 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Документ по управлению интерфейсом ГЛОНАСС, открытый сервисный навигационный сигнал множественного доступа с кодовым разделением в полосе частот L3 , редакция 1.0, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2016.

Система дифференциальной коррекции и контроля Интерфейсный документ управления, радиосигналы и структура цифровых данных глобальной системы дополнения ГЛОНАСС, Система дифференциальной коррекции и мониторинга, Редакция 1, ОАО «Российские космические системы», Москва, 2012.

Ранее GPS World Статьи по ГЛОНАСС

«ГЛОНАСС: разработка стратегий на будущее» Ю. Урличича, В. Субботина, Г. Ступака, В. Дворкина, А. Поваляева и С. Карутина в GPS World , Vol. 22, № 4, апрель 2011 г., стр. 42–49.

«GPS, ГЛОНАСС и многое другое: обработка множественных созвездий в международной службе GNSS» Т. Спрингера и Р. Даха в GPS World , Vol. 21, № 6, июнь 2010 г., стр. 48–58.

«Будущее уже наступило: GPS + ГЛОНАСС + SBAS = GNSS» Л. Ваннингера в GPS World , Vol. 19, № 7, июль 2008 г., стр. 42–48.

«ГЛОНАСС: обзор и обновление» Р.Б. Лэнгли в GPS World , Vol. 8, No. 7, июль 1997 г., стр. 46–50. Поправка: GPS World , Vol. 8, No. 9, сентябрь 1997 г., стр. 71. Доступно на линии:

«Космический корабль ГЛОНАСС» Н.Л. Джонсон в GPS World , Vol. 5, № 11, ноябрь 1994 г., стр. 51–58.

Спор о GPS / ГЛОНАСС: генеральный директор разъясняет недопонимание

Джавад Ашджаи

«Используйте любую возможность для создания дружбы и мира», - призвал Джавад Ашджаи, президент и генеральный директор JAVAD GNSS, в беседе с журналистами 23 мая. Он осудил недавние разногласия по поводу станций мониторинга на территории США и России, заявив, что они основаны на дезинформации и неверных толкованиях, раздуваемых политическим кризисом в совершенно другой области. «Эта [GNSS] хорошая вещь, которая на протяжении 25 лет держала нас вместе.И если вы видите, между официальными лицами США и России проводится множество встреч на высоком уровне, все они очень дружеские встречи ».

Транскрипция его замечаний приводится ниже ниже следующих основных моментов и пояснений, которые он хотел сделать:

• Ранее в этом году Россия искала станции мониторинга ГЛОНАСС в Соединенных Штатах, но не для загрузки каких-либо данных, а для мониторинга спутников ГЛОНАСС с целью предоставления более точной информации об орбите и часах для бесплатного и открытого пользования всеми пользователями.

• Российский генерал, пригрозивший закрыть станции мониторинга на территории России, передающие данные в Международную службу GNSS, был немедленно подвергнут резкой критике со стороны российских ученых и геодезистов. Впоследствии генерал отказался от своих замечаний.

• 11-часовое отключение ГЛОНАСС 1 апреля не было связано с ожиданием прохождения всеми спутниками наземных станций управления на территории России для получения свежих данных. ГЛОНАСС имеет возможность (как и GPS) делать такие обновления через межспутниковую связь.Задержка была вызвана временем, которое потребовалось, чтобы найти ошибку в ошибочном программном обеспечении, которое было загружено, и исправить ее.

• Ашджаи также отметил, что «никакая военная деятельность не требует миллиметровой точности. Только научные приложения для гуманитарных задач требуют точности до миллиметра. Необходимость в большем количестве станций мониторинга, таких как станции IGS, нужна только для этой цели ».

Фон

Джавад Ашджаи, основатель и генеральный директор JAVAD GNSS, 20 мая связался с GPS World с сообщением: «Сегодня у меня был разговор с руководителем программы ГЛОНАСС в Роскосмосе относительно сайтов слежения, которые они хотели создать в США. Состояния и последующие события.То, что было опубликовано в большинстве американских СМИ, далеко от правды. Пришло время внести свой вклад в разрядку проблем, а не подлить масла в огонь. В мире уже достаточно проблем ».

Полное заявление

Это история GPS / ГЛОНАСС. Это также дает некоторое представление о том, как вещи выходят из-под контроля и возникают гораздо более серьезные проблемы, такие как война и такие вещи, как Украина. Это всего лишь крошечный простой пример.

Когда я впервые услышал о ГЛОНАСС около 25 лет назад и был приглашен Роскосмосом в Москву, я не думал ни о коммунизме, ни о чем-то политическом, я подумал: «30 спутников бесплатно, которые они готовы отдать миру, бесплатно.Вот как я был взволнован. Недавно журнал GPS World опубликовал замечательную историю растущего развития ГЛОНАСС и GPS.

Что меня беспокоит, так это некоторые негативные реакции, которые я наблюдаю в отношении ГЛОНАСС. Кажется, когда они видят что-то негативное в ГЛОНАСС, им это нравится. В отчетах читайте между строк. Когда возникает проблема с ГЛОНАСС, чувствуешь какое-то счастье. Есть что-то вроде «они против нас».

Возник вопрос: «Зачем им вещи в нашей стране? Разве у них их нет в стране? »

Когда люди не знают друг друга, они боятся и создают страх.

Одна вещь, на которую мы должны обратить внимание: ГЛОНАСС полезен для всех нас. Поскольку президент Рейган бесплатно предложил миру GPS, и все ему аплодировали, русские сделали то же самое. В Оклахоме, штат Калифорния, повсюду фермеры и геодезисты используют ГЛОНАСС бесплатно, как и GPS. И ГЛОНАСС был лучше, и я подчеркиваю, он был лучше, потому что они не зашифровали свой код, так что нам пришлось пойти дальше, расшифровать и расшифровать, и все проблемы, с которыми мы столкнулись за последние 20 лет, потому что GPS не Не думаю, что нам нужна несущая фаза.

ГЛОНАСС хорош для Америки, для всего мира, как и GPS. Если есть проблема с ГЛОНАСС, мы должны быть недовольны, как мы недовольны, когда есть проблема с GPS. И если мы можем помочь ГЛОНАСС, мы должны помочь ГЛОНАСС. Нечего бояться войны, никому не нужна [миллиметровая] точность GPS или ГЛОНАСС, если идет война между сверхдержавами.

Нам всем нужно, чтобы ГЛОНАСС давал точную информацию. Мы заботимся о сантиметровой точности, военные - нет. Пятиметровой точности им вполне достаточно.Улучшение информации о точной орбите ГЛОНАСС - забота геодезистов и тех, кому нужна точная GPS.

Итак, в чем проблема? ГЛОНАСС необходимо 50 опорных станций по всему миру для наблюдения за орбитами своих спутников, чтобы сделать информацию о точной орбите [предоставляемой пользователям] лучше. Не выгружать информацию на спутники. Для этого достаточно одной станции, как для GPS, так и для ГЛОНАСС, потому что обе имеют межспутниковые соединения, которые могут это делать.

В начале апреля было предположение, что ГЛОНАСС потребовалось 11 часов, чтобы исправить программную ошибку, потому что столько времени потребовалось для того, чтобы все спутники прошли через контрольную станцию на территории России.Это не так, я узнал из разговоров с их инженерами и с главным лицом, ответственным за все это. Один инженер сделал ошибку и загрузил не то ПО. Пока они не смогли его найти и отладить - а на это им потребовалось 11 часов - они не могли загрузить правильное программное обеспечение на спутники.

То, что они просят из США, не является загрузочной станцией. Им нужно как можно больше [глобально распределенных] станций мониторинга; 50 - это хорошо.

Международная служба GNSS (IGS) имеет 300 станций. Чтобы иметь хорошее определение орбиты для научной работы, чтобы достичь глубины сантиметрового или миллиметрового уровня точности, цели отчетов IGS - иметь 200 или 300 станций мониторинга. Для военной работы хватит трех-четырех.

Россия уже имеет более 50 станций мониторинга. Они используют станции IGS. Им не нужно было ничего просить. Даже [данные] по подразделениям, которые есть в нашем офисе в Сан-Хосе, доступны каждому.

Тогда я спросил ГЛОНАСС: «Почему вы спросили? У вас есть [доступ к более чем] 200 станциям мониторинга! »

Это была проблема: она была чисто политической. Когда Роскосмос делал внутренние презентации в России своим [правительственным и военным] лицам, принимающим решения, их спрашивали: «Хорошо, эти станции контролируются кем?» Они ответили IGS. Им сказали: «У вас должны быть станции под контролем России».

Я объяснил им, что станции IGS для них удобнее и безопаснее.Если бы президент Обама сказал IGS, сказал Стэнфордскому университету и 200 другим университетам, чтобы они отключили свои станции IGS, было бы много разногласий! Президент Обама может отключить российские станции на территории США. Я сказал им, что станции IGS для вас удобнее и безопаснее, чем ваши собственные, и они поняли. Они не настаивают на этом, сказали те чиновники наверху, что они ничего не знают. Они просили, чтобы у нас было пять станций под нашим контролем.

Если вы понимаете: что вопрос был [внутрироссийский] политический, что им ничего не нужно.Они уже получают точные данные об орбите со станций IGS.

Теперь вторая часть или эпизод этой проблемы: когда российский генерал услышал, что Соединенные Штаты сказали «нет» на запрос о контролируемых Россией станциях наблюдения на территории США, он сказал: «О, теперь они не позволяют нам сделай это? Мы отключим их станции в России ». Все геодезисты и все ученые в России набросились на этого генерала, и он отказался от своих слов.

Но люди, которые этого не понимали [что станции, участвующие в IGS в России, не имеют ничего общего с управлением спутниками GPS или передачей данных GPS пользователям], они публикуют собственные заявления в прессе, они подливают масла в огонь.

Вопросы и ответы

Когда его спросили, как геодезисты в Оклахоме могут помочь ГЛОНАСС, как он призывал, Ашджаи ответил: «Они могут написать своим сенаторам и спросить, почему вы не позволили станциям мониторинга быть и в самом сердце Оклахомы?»

Запоздалые мысли

После того, как первая версия этой онлайн-истории была опубликована, Джавад Ашджаи отправил следующий комментарий:

«Отчасти мое восхищение командой ГЛОНАСС заключается в том, что им удалось реализовать этот проект в самые худшие экономические, социальные и политические времена.Сравните их ситуацию с GPS, у которой был огромный бюджет (и все еще превышал бюджет), и с Galileo, которой потребовалось несколько богатых стран, чтобы собрать воедино бюджеты и технологии. ГЛОНАСС также предложил эту бесплатную и неограниченную услугу миру без каких-либо политических жестов. Ни шифрования кодов, ни выборочной доступности тоже.

«Существует множество возможностей для разжигания враждебности, и достаточно людей, чтобы способствовать этому. Подобные ситуации редки, когда мы можем воспользоваться возможностью укрепить дружбу.”

Как работает GPS

Глобальная система позиционирования, также называемая NavStar, которую мы используем, была создана вооруженными силами США и полностью работоспособен с 1995 года. Многие современные GPS-приемники используют комбинацию как GPS, так и российского Спутники ГЛОНАСС для улучшения охвата и точности.

В настоящее время система GPS имеет 31 активный спутник на орбитах, наклоненных на 55 градусов к экватору.Спутники на орбите примерно в 20 000 км от поверхности Земли и совершает по два витка в день. Орбиты спроектирован таким образом, чтобы в поле зрения всегда было 6 спутников из большинства мест на Земле.

GPS использует множество сложных технологий, но концепция проста.

Приемник GPS получает сигнал от каждого спутника GPS. Спутники передают точное время сигналы отправляются. Вычитая время передачи сигнала из времени он был получен, GPS может определить, как далеко он находится от каждого спутника.Приемник GPS также знает точное положение в небе спутников, в тот момент, когда они посылали свои сигналы. Итак, учитывая время прохождения сигналов GPS от трех спутников и их точное положение в небе, Приемник GPS может определять ваше местоположение в трех измерениях - востоке, севере и высоте.

Возникла сложность. Чтобы рассчитать время прибытия сигналов GPS, приемник GPS необходимо очень точно знать время. На спутниках GPS есть атомные часы, которые показывают очень точное время, но это не так. возможно оснастить приемник GPS атомными часами.Однако, если приемник GPS использует сигнал четвертого спутник он может решить уравнение, которое позволяет ему определять точное время, без атомных часов.

Если приемник GPS может принимать сигналы только от 3 спутников, вы все равно можете определить свое местоположение, но это будет менее точно. Как мы уже отмечали выше, GPS-приемнику требуется 4 спутника для определения вашего местоположения. в 3-х измерениях. Если доступно только 3 спутника, GPS-приемник может определить приблизительное положение предполагая, что вы находитесь на среднем уровне моря.Если вы действительно находитесь на среднем уровне моря, позиция будет достаточно точным. Однако если вы находитесь в горах, двумерное исправление может потребовать сотен метров.

Современный GPS-приемник обычно отслеживает все доступные спутники одновременно, но только выбранные из них будут использоваться для расчета вашей позиции.

Альманах и эфемериды

Для определения местоположения спутников GPS приемнику GPS требуются два типа данных: альманах и эфемериды.Эти данные непрерывно передаются спутниками GPS, и ваш приемник GPS собирает и сохраняет их. данные.

Альманах содержит информацию о состоянии спутников и приблизительную орбитальную информацию. Приемник GPS использует альманах, чтобы вычислить, какие спутники видны в данный момент. Альманах неточный достаточно, чтобы GPS-приемник нашел исправление. Если приемник GPS новый или не использовался в течение некоторого времени, он может потребоваться около 15 минут, чтобы получить текущий альманах.В старых приемниках GPS требуется альманах для спутников, но многие более новые модели могут принимать спутники, не дожидаясь выхода альманаха.

Чтобы исправить это, вашему GPS-приемнику требуются дополнительные данные для каждого спутника, называемые эфемеридами. Эти данные дает очень точную информацию об орбите каждого спутника. Ваш GPS-приемник может использовать данные эфемерид для расчета расположение спутника с точностью до метра или двух. Эфемериды обновляются каждые 2 часа и обычно действует 4 часа.Если ваш GPS-приемник был выключен какое-то время, получение сигнала может занять до нескольких минут. данные эфемерид от каждого спутника, прежде чем он сможет получить исправление.

У вашего GPS будет экран, как тот, что справа, который показывает, какие спутники используются. Гистограммы показывают мощность спутников, обнаруженных GPS. Если полоса пустая, GPS все еще загружается эфемериды. Круговой график показывает расположение спутников в небе - центр круга находится над головой.

Запуск

Когда вы включаете GPS, время до первого исправления меняется в зависимости от того, сколько времени прошло с момента последнего использования GPS. Чтобы исправить это, GPS-приемник требуется действующий альманах, начальное местоположение, время и данные эфемерид.

Термины «холодный / теплый / горячий запуск» указывают, сколько из этих частей данных уже есть в приемнике GPS. Условия означают разные вещи для разных производителей GPS.

Холодный старт - если GPS долгое время не использовался и / или переместился на несколько сотен километров потребуется некоторое время, чтобы получить первое исправление.В этом состоянии приемник GPS не имеет текущего альманаха, эфемериды, исходное положение или время. Старым устройствам GPS может потребоваться до часа для поиска спутников, загрузки альманаха и данные эфемерид и получить начальное положение, хотя для новых устройств GPS может потребоваться гораздо меньше, чем это.

Если приемник GPS переместился на несколько сотен километров, его предположения о том, какие спутники использовать, будут неверно, и ему придется их искать. Большинство устройств позволяют вам указать приблизительное местоположение, чтобы ускорить процесс.

Горячий старт - текущий альманах, исходное положение и время действительны. Данные эфемерид недействительны или действителен только частично. Время до первого исправления может составлять от 30 секунд до 2 минут в зависимости от доступности спутников. и тип приемника GPS.

Горячий старт - если приемник был выключен, скажем, меньше часа время до первого исправления, вероятно, составит 5-20 секунд.

Что все это означает на практике?
Если GPS использовался недавно, вы должны получить исправление почти сразу.Если это нет, поставьте GPS на улицу с хорошим видом на небо и выпейте чашку чая.

Если у вас есть GPS в автомобиле, лучше подождать, пока устройство установит исправление, прежде чем уезжать. получающий Данные эфемерид для спутника занимают 30 секунд. Если вы на мгновение прервать сигнал в это время GPS может потребоваться до минуты больше, чтобы получить эфемериды для этого спутник, поскольку он должен начинаться заново. Если вы едете в районе с высокими зданиями или другими препятствиями, на то, чтобы получить данные эфемерид для четырех спутников, необходимые для первого исправления.

Точность

На точность определения местоположения в ваших отчетах GPS влияет ряд факторов, таких как положение спутники в небе, атмосферные эффекты, ошибки спутниковых часов, ошибки эфемерид и т. д.

Приборы GPS

часто показывают на экране показатель точности, например EPE на устройствах Garmin. В идеальных условиях это может быть 5, а то и 3 метра. Производители не уверены, как именно определяется эта цифра, и она будет неразумно воспринимать эту цифру буквально.

Вы получите более реалистичную цифру, просмотрев раздел технических характеристик в руководстве пользователя вашего GPS-приемника. Обычно с портативный GPS, 95% горизонтальных GPS-положений будут находиться в пределах 10 метров от их истинного местоположения. Ошибка в высоте, вероятно, будет быть как минимум в два раза больше горизонтальной ошибки.

Точность GPS можно повысить, используя вторичные данные от внешних опорных станций.

Многие бытовые устройства GPS имеют опцию WAAS. WAAS использует сеть наземных опорных станций.Показания от опорных станций используются для исправления некоторых из источников ошибок, упомянутых выше. Исправление данные отправляются на геостационарные спутники WAAS, которые передают их обратно на приемники GPS с поддержкой WAAS для повышения точности позиционирования. WAAS недоступен в Новой Зеландии.

Дифференциальная глобальная система позиционирования (DGPS) представляет собой аналогичную систему. Данные наземных опорных станций передается в GPS с помощью длинноволнового радио, FM-радио или даже сотовых телефонов.

Сколько спутников нужно для исправления?

Вам нужно 3 спутника GPS для определения 2D координат (т.е. без высоты) или 4 спутника для определения местоположения 3D. Обычно GPS отслеживает гораздо больше спутники, чем

A-GPS

Вы заметили, что GPS-навигаторы мобильного телефона находят исправление почти сразу. Они используют Assisted GPS (A-GPS) как способ сокращение времени до первого исправления или даже разрешение исправления в условиях, когда GPS иначе не сможет функционировать.

Устройство A-GPS будет использовать соединение для передачи данных (например, 3G на мобильном телефоне) для связи с сервером поддержки. Сервер может поставить данные альманаха и эфемерид, поэтому GPS не нужно ждать, чтобы получить их со спутников. Сервер также может отправить приблизительную местоположение получено из вышек сотовой связи, что позволяет немедленно исправить. В некоторых случаях устройство A-GPS может отправлять неполные данные GPS на сервер для обработки в исправлении.

Когда вы находитесь вне зоны действия мобильного телефона и Wi-Fi, устройство GPS мобильного телефона должно полагаться на спутники, чтобы предоставить дату эфемерид и альманаха, поэтому, Как и стандартный развлекательный GPS-навигатор, на получение исправления с холодного старта уходит 1-2 минуты.