Global Informatics

- Информатика и вычислительная техника

Глобальное позиционирование NAVSTAR GPS или Глонасс

трекер сеть адресация топология

Создание системы глобального позиционирования NAVSTAR GPS (NAVigation Satellites providing Time And Range & Global Positioning System) возникла практически сразу после запуска первого советского спутника земли. Американские ученые под руководством директора лаборатории прикладной физики Ричарда Кершнера одновременно заметили, что частота сигнала от спутника меняется вместе с его перемещением и на этой основе можно вычислить как его координаты, так и свои собственные.

Уже в 1964 году в строй вступает первая американская навигационная система TRANSIT, у которой было сугубо военное назначение - с ее помощью c борта подводных лодок осуществлялись пуски баллистических ракет «Polaris». Однако для гражданской навигации эта система не годилась. Точность определения координат неподвижного объекта у нее ограничивалась 50 метрами, а подвижного - в десять раз больше. Кроме того, TRANSIT не обеспечивал непрерывного определения координат из-за того, что спутник, находящийся на низкой орбите, был в поле зрения на конкретном участке планеты не более часа. Чтобы исправить положение, в 1967 году был запущен спутник нового поколения с более высокой орбитой «TIMATION-I», а через два года - «TIMATION-II». В 1973 году обе эти системы были объединены в единую - NAVSTAR GPS. Первый тестовый запуск спутника, близкого к современному поколению, был осуществлен 14 июля 1974 года. Поначалу эта система также использовалась только военными. Предоставить гражданским организациям доступ к точному позиционированию помог печальный инцидент, когда в небе над Советским Союзом был сбит потерявший ориентацию южнокорейский «Боинг» с 269 пассажирами на борту. Тогда президент США Рональд Рейган разрешил использовать GPS не только в военных, но и в мирных целях, но точность определения для гражданских пользователей искусственно снизили. Дальнейшее развитие программы было задержано катастрофой многоразового космического аппарата «Challenger» в 1986 году. Этот корабль помимо других задач должен был использоваться и для развертывания второй группы спутников проекта NAVSTAR GPS. Работы продолжились через пару лет. В 1990 году, во время операции «Буря в пустыне», были временно отключены искусственные помехи, снижающие точность позиционирования для гражданских пользователей - военных приемников попросту не хватало. А в декабре 1993 года было принято окончательное решение о бесплатном предоставлении услуг GPS частным лицам. Полностью система NAVSTAR GPS была готова в 1995 году, а через пять лет были сняты все ограничения в гражданском использовании, в результате чего точность позиционирования тогда выросла с 200 до 20 метров.

Орбитальная группировка NAVSTAR GPS на сегодняшний день состоит из 32 спутников - 24 основных, которые обеспечивают полное покрытие земного шара, и восемь резервных. Максимально на орбиту можно вывести до 37 спутников этой системы. Космические объекты движутся на высоте 20.180 км по шести круговым орбитальным траекториям - по четыре спутника на каждую. Период их обращения вокруг планеты составляет 11 ч 58 мин. Служба наземного обеспечения включает в себя порядка десяти станций слежения, разбросанных по разным частям света, и главной станции MCS (Master Control Station), которая находится на базе ВВС Шривер в американском штате Колорадо.

Работы по созданию системы позиционирования в Советском Союзе начались одновременно с выводом на орбиту первого искусственного спутника Земли группой ученых во главе с известным деятелем науки Владимиром Котельниковым. Уже в 1958-1959 годах в нескольких ведущих НИИ страны начались масштабные исследования по этой проблеме, а в 1963 году начались работы по построению низкоорбитальной навигационной спутниковой системы «Циклон» (военный вариант) и «Цикада» (гражданский). Первый отечественный навигационный спутник «Космос-192» был выведен на орбиту в 1967 году. Одной из его особенностей было использование только одного спутника для определения координат. Впоследствии спутники системы «Цикада» оборудовались и приемниками для получения сигналов от объектов, терпящих бедствие. Первый спутник собственно системы ГЛОНАСС был выведен на орбиту 12 октября 1982 года. Через 11 лет система была принята в эксплуатацию, а в 1995 году спутниковая группировка достигла оптимального количества - 24 объекта. Правда, из-за бедственного экономического положения в стране число работающих спутников сократилось, поэтому конкуренции заокеанскому комплексу GPS наша система составить не смогла. Серьезно взяться за возрождение ГЛОНАСС смогли лишь в 2001 году, когда была принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система». В то время она предполагала покрыть территорию России к 2008 году, а выйти на полную мощность - в 2010 году.

Как и GPS, группировка ГЛОНАСС является системой двойного назначения - в первую очередь военного и лишь затем гражданского. На данный момент на орбите находятся 17 спутников, из которых два еще в стадии ввода в эксплуатацию. Объекты находятся на круговой геостационарной орбите на высоте 19.100 км. Время обращения спутника вокруг Земли занимает 11 ч 45 мин. Первоначально использовались спутники первого поколения ГЛОНАСС, срок службы которых составлял всего три года (последний был запущен в 2005 г.). Кроме того, в 2003 году начался запуск модернизированных моделей ГЛОНАСС-М, они служат по семь лет. На очереди последний проект - ГЛОНАСС-К, срок службы его спутников 10 лет, они излучают сигналы разных типов, в том числе совместимые с GPS. Первый запуск спутников третьего поколения намечен в 2010 году. Чтобы охватить весь земной шар, группировке потребуется 24 рабочих спутника и еще несколько резервных. Наземный сегмент состоит из нескольких квантово-оптических измерительных и командно-измерительных пунктов, расположенных по всей территории России, а также командного пункта в Москве.

Перейти на страницу: 1 2

Статья в тему

Беспроводные мобильные сети
Мобильные устройства принято классифицировать по поколениям (G - generation), к которому они принадлежат. Наименование началось с появления телефонов поколения 1G, которые часто называют "кирпичами”. Они действительно были первыми телефонами, появившимися на рынке. Далее последовало второ ...

Главные разделы


www.globalinformatics.ru © 2021 - Все права защищены!