Wie Glonass und GPS funktionieren. Was ist besser - GPS oder Glonass

Stellen Sie sich vor, es gäbe keinen entwickelten Telekommunikationssektor moderne Welt ist nicht mehr möglich. Wie kann man Menschen nicht zum Gebrauch zwingen? Petroleumlampen Wenn in der Nähe elektrisches Licht vorhanden ist, können Sie sie nicht dazu zwingen, das Internet, Satellitenfernsehen und Navigationsgeräte nicht mehr zu nutzen. In diesem Artikel werden wir uns mit einigen damit verbundenen Problemen befassen Satellitensysteme globale Positionierung, verwendet für Navigatoren, einschließlich Auto-GPS und GLONASS. Nachdem Sie sich ein wenig über jedes dieser Systeme informiert haben, können Sie beim Kauf eines Autonavigationsgeräts die beste Alternative für sich auswählen.

Über GPS- und GLONASS-Satellitenortungssysteme

Obwohl die Ära des Großen geographische Entdeckungen Das Problem der genauen Bestimmung der geografischen Koordinaten eines sich bewegenden oder stationären Objekts war jedoch schon lange ein komplexes mathematisches Problem mit vielen Unbekannten. Entwicklung der Raumfahrtindustrie, Breite Anwendung Künstliche Erdsatelliten, zunächst zur Übertragung einfacher Textinformationen, dann immer komplexere und große Informationsfelder, veranlassten Wissenschaftler, Systeme zur Bestimmung der Bodenkoordinaten von Objekten mithilfe künstlicher Erdsatelliten zu entwickeln. Natürlich war die Lösung dieses Problems nicht trivial. Aber hier kam ich zur Rettung Computertechnologie, was die Prozesse der Berechnung und Berücksichtigung vieler Parameter bei der Bestimmung der geografischen Koordinaten von Objekten erheblich beschleunigt hat. Die ersten Kunden solcher Systeme waren das Militär – was wären wir ohne sie? Sie mussten den genauen Standort kennen, zunächst nur von Nuklearanlagen, sowohl feindlichen als auch befreundeten, Raketen tragenden Flugzeugen, Atomwaffen U-Boote, und jetzt geht es darum, den Standort jedes Soldaten auf dem Schlachtfeld zu bestimmen.
Dieser Zustand konnte jedoch nicht lange anhalten und bereits im neuen Jahrtausend war das Militär gezwungen, die Systeme für die zivile Nutzung zu öffnen. Sehr schnell wurden Haushaltsnavigationsgeräte entwickelt, darunter auch Autonavigationsgeräte, die Ihre Position an einem bestimmten Ort mit ausreichender Genauigkeit anzeigen Globus. Es muss jedoch gleich gesagt werden, dass die Genauigkeit und Koordinatenbestimmung der im zivilen und militärischen Bereich eingesetzten Positionierungssysteme recht stark unterschiedlich ist.
Globale Positionierungssysteme haben in der Logistik Anwendung gefunden und eine neue Richtung geschaffen – die Telematik. Der zweite Bereich sind globale Notfallwarnsysteme. Darüber hinaus sind Positionierungssysteme in der Geodäsie, Kartographie, Landbewirtschaftung und anderen Branchen äußerst wichtig. Na und Haushaltsgebrauch- Dabei handelt es sich um Navigatoren, die nicht nur im Auto, sondern auch einfach bei der Fortbewegung zu Fuß genutzt werden können. unbekannte Stadt usw.
Derzeit wurden mehrere globale Positionierungssysteme entwickelt. Aber drei davon lassen sich unterscheiden: das amerikanische GPS, das russische GLONASS und das europäische Galileo. Darüber hinaus entwickeln auch China und Indien ihre Ortungssysteme weiter, um nicht von den Amerikanern abhängig zu sein, die die Genauigkeit der Identifizierung eines Objekts verringern oder sogar die Übertragung von Signalen in bestimmten Gebieten abschalten können. Es gab bereits Präzedenzfälle.

Über das GPS-System für Navigatoren

GPS steht für Global Positioning System oder auf Russisch für Global Positioning System. Wie jedes Positionierungssystem besteht GPS aus einem Weltraumsegment, das derzeit aus mehr als dreißig Satelliten besteht, einem System bodengestützter Kommandokomplexe, die das Weltraumsegment steuern, und tatsächlich aus Empfängern, die sich bei Verbrauchern befinden.
Wir werden nicht auf technische Details der Funktionsweise der Systeme eingehen, sondern lediglich darüber sprechen allgemeine Konzepte. Die Satelliten rotieren in sechs Ebenen in einer Entfernung von etwa 20.000 km von der Erdoberfläche. Satelliten senden zwei Arten von Signalen: C/A-Code, ein öffentliches Signal, und P-Code, ein geschützter Code. Der P-Code ist etwa zehnmal genauer als das öffentlich verfügbare Signal. Der Zugriff auf ein Signal mit P-Code kann vom US-Militärministerium bereitgestellt werden. Dieser Code hat hochgradig Verschlüsselung, damit niemand den Code umsonst preisgibt.

So funktioniert GPS

Die im System enthaltenen Satelliten senden ständig ein Signal an die Erdoberfläche. Um den Punkt seines Standorts zu bestimmen, muss der Navigator drei Koordinaten berechnen und den Unterschied in den Zeitskalen von Satellit und Navigator berücksichtigen. Typischerweise werden Signale von vier Satelliten verwendet, um Fehler zu kompensieren, obwohl Signale von mehr Satelliten. Nachdem er das Satellitensignal erfasst hat, extrahiert der Navigator daraus die C\A-Sequenz, vergleicht sie mit seinen Parametern und erstellt ein dreidimensionales Bild der Satelliten. In diesem Fall ist eine ständige Synchronisierung des Signals des Satelliten erforderlich. Die Genauigkeit der Messung hängt auch vom Standort der Satelliten ab, von denen das Signal empfangen wird. Wenn sie beispielsweise alle im nördlichen und westlichen Segment liegen, ist es unmöglich, eine korrekte Triangulation (ein Netzwerk geodätischer Referenzpunkte) aufzubauen.

Über das GLONASS-System für Navigatoren

Leider verzögerten die Zeiten der Perestroika und der Übergang zu einer neuen Wirtschaftsformation die Entwicklung eines solchen Systems in unserem Land. Generell hinken wir derzeit in der Entwicklung des Systems hinterher. Es gibt weniger Satelliten im Weltraumsegment, Software Auch die Mikroprozessoren, die die Berechnungen durchführen, sind nicht die fortschrittlichsten. Und außerdem wurde der Moment verpasst, in dem der Markt Navigatoren verlangte, unsere Branche aber nicht in der Lage war, sie den Verbrauchern anzubieten. Aus diesem Grund wird der Ausdruck „Geepies Navigator“ verwendet, nicht Glonass Navigator.
Glonass-Satelliten senden zwei Frequenzen aus. Die eine wird als Standard-Präzisionsfrequenz bezeichnet, die zweite als Hochpräzisionsfrequenz. Wie Sie selbst wissen, dient die zweite Frequenz den Bedürfnissen des Militärs und der Geheimdienste. Das Funktionsprinzip des Systems ist dasselbe, daher werden wir es nicht wiederholen.
GLONASS bietet folgende Parameter: - Genauigkeit in horizontalen Koordinaten beträgt 50-70 Meter - Genauigkeit in vertikalen Koordinaten beträgt 70 Meter - Bestimmung des Bewegungsvektors bis zu 15 cm/s Dies sind natürlich maximale Fehlerindikatoren. Bei Bevorzugte Umstände, sie können 2-3 mal besser sein. Die Indikatoren sind nicht schlechter als die amerikanischen. Bei GPS kann der Fehler in der Koordinatengenauigkeit beispielsweise 100 m erreichen. Satelliten befinden sich in drei Ebenen in einem Winkel von 120 Grad. Die Amerikaner haben 6 Flugzeuge mit einer Verschiebung von 60 Grad. GLONASS ist in hohen Breiten, wo sich der größte Teil unseres Landes befindet, effektiver, GPS – in mittleren Breiten. Jeder hat ein System für sich geschaffen.

Welcher Navigator ist besser GPS oder GLONASS?

Das Haupthindernis für die Entwicklung und Verbreitung von GLONASS-Navigatoren ist die schwache kartografische Unterstützung. Ohne klare, korrekt gezeichnete Karten ist ein Navigator ein nutzloses Spielzeug. Leider war die kartografische Unterstützung schon immer das Vorrecht des Militärs und wurde oft geheim gehalten. Jetzt zahlen wir dafür. Natürlich gibt es einige Ausnahmen, aber der Großteil des Landesgebiets sollte für zivile Navigatoren auf Karten zugänglich sein. Im Moment ist das das Meiste ein großes Problem für GLONASS-Navigatoren, was ihre Umsetzung für Zivilisten behindert und sie für sie weniger attraktiv macht allgemeiner Gebrauch. Wir können nur hoffnungsvoll „in die Zukunft blicken“ und hoffen, dass auch die Zivilbevölkerung unseres Landes nicht auf die gut koordinierte Arbeit amerikanischer Satelliten angewiesen sein wird.

(GLONASS) in Fonds Massenmedien In letzter Zeit wurde diesem Thema viel Aufmerksamkeit geschenkt, und der Durchschnittsmensch, insbesondere jemand, der weit von den Problemen der Satellitennavigation entfernt ist, könnte den Eindruck gewinnen, dass dieses System erst vor kurzem auf den Markt kam und noch in den Kinderschuhen steckt. Tatsächlich ist das absolut nicht wahr. Und doch, was ist GLONASS? Wann ist es erschienen und was ist besser als das berühmte GPS?

Geschichte der Entstehung der inländischen Satellitennavigation

Die Idee, es für Navigationszwecke zu nutzen, entstand bereits in den fünfziger Jahren des letzten Jahrhunderts, als das erste von Menschenhand geschaffene Objekt in einer erdnahen Umlaufbahn landete. Damals kamen die Wissenschaftler durch die Beobachtung der Signale des ersten Satelliten in der Praxis zu der Überzeugung, dass die Frequenz des von einem Satelliten im Orbit empfangenen Signals abhängig von seiner Position relativ zum Beobachter variiert. Darüber hinaus mussten sie die genauen Koordinaten des Beobachters kennen Auf der Erde ist es möglich, die Koordinaten und die Geschwindigkeit des Satelliten zu messen bzw. umgekehrt. Die Amerikaner setzten diese Idee 1974 um, als der erste Navigationssatellit im Rahmen des DNSS-Programms gestartet wurde (später wurde das Programm als Navstar-GPS und dann einfach als GPS bekannt).

Aber was ist mit der Heimat der Raumfahrt? Auch die sowjetischen Wissenschaftler blieben zu dieser Zeit nicht untätig. Noch bevor die Welt wusste, was GLONASS oder GPS ist, wurde 1967 der erste Navigationssatellit „Cosmos-192“ und 1968 „Cosmos-220“ gestartet. Beide Satelliten waren für die Navigation und Fernkommunikation von Schiffen der sowjetischen Marine bestimmt und waren Teil des ersten Navigationssystems „Cyclone“ (in der zivilen Version „Cicada“). Und bereits 1976 wurde das System, zu dem sechs Parus-Raumschiffe gehörten, in Dienst gestellt. Die Genauigkeit der Koordinatenbestimmung betrug 80-100 m, was für die damalige Zeit gar nicht so schlecht war.

Etwa zur gleichen Zeit wurde bekannt, was GLONASS ist. Im Jahr 1976 erließen das Zentralkomitee der KPdSU und der Ministerrat der UdSSR in Fortsetzung des Cyclone-Programms eine Sonderresolution dazu weitere Entwicklung Inländische Satellitennavigation. Trotz der sich ständig verschiebenden Fristen wurde im Oktober 1982 der erste Uragan-Satellit, der zum GLONASS-System gehört, in die Umlaufbahn gebracht, und 1991 befanden sich bereits 12 betriebsbereite Satelliten im Orbit.

Die offizielle Inbetriebnahme des Systems erfolgte im September 1993, 1995 bestand die Satellitengruppe aus 24 Satelliten (Standardanzahl). Leider führten die Umstrukturierung, die Nachfolge und die begrenzte Anzahl von Satelliten dazu, dass sich im Jahr 2001 nur noch 6 funktionierende Satelliten im Orbit befanden und man langsam begann, zu vergessen, was GLONASS ist.

Nach der Verabschiedung des Bundesprogramms im Jahr 2001 begann sich die Situation zu verbessern und Ende 2011 wurde die Anzahl der Satelliten auf das erforderliche Niveau gebracht. Für den Zeitraum 2012 -2020. Für die Entwicklung von GLONASS wurden 320 Milliarden Rubel bereitgestellt. In dieser Zeit ist die Herstellung und der Start weiterer 22 GLONASS-K- und 15 GLONASS-M-Satelliten geplant.

So funktioniert GLONASS

Das Funktionsprinzip des inländischen GPS ist das gleiche wie das des amerikanischen GPS. Satelliten im Orbit senden kontinuierlich zwei Arten von Signalen aus – Standard- und Standardsignale hohe Präzision, die Verbrauchern fast überall auf der Welt zur Verfügung stehen. Um genaue Koordinaten zu ermitteln, ist lediglich entsprechende GLONASS-Ausrüstung erforderlich.

Obwohl die Genauigkeit der Koordinatenbestimmung mit dem inländischen System etwas schlechter ist als die amerikanische (3-6 m gegenüber 2-4 m) und die Lebensdauer der Satelliten kürzer ist, bietet GLONASS dadurch eine höhere Stabilität es hängt nicht von der Erdrotation ab und erfordert daher keine zusätzlichen Anpassungen. Wenn wir über die Genauigkeit sprechen, planen die Entwickler, sie bis 2020 auf 0,6 m und in Zukunft auf 0,1 m zu erhöhen.

Was die Empfangsgeräte betrifft, sind in Smartphones integrierte GLONASS-Navigatoren mittlerweile in normalen Telefonen installiert. Moderne Hybridgeräte, die gleichzeitig mit GLONASS und GPS arbeiten können, können jetzt kostenlos in Geschäften für Unterhaltungselektronik erworben oder in einem Online-Shop bestellt werden.

Während sich die Europäische Union, Indien, China und andere Länder erst im Anfangsstadium der Entwicklung von Satellitennavigationssystemen befinden, nutzen die USA und Russland schon lange den Weltraum für diese Zwecke und stellen ihre Dienste bereitwillig überall auf der Welt zur Verfügung. GPS (Global Position System) und GLONASS (Global Navigation Satellite System) – bisher übermitteln nur sie Informationen aus dem Weltraum an uns, und daher stellt sich die berechtigte Frage nach ihrem Vergleich.

Keine Konkurrenten, sondern Mitstreiter?

In der Anfangsgeschichte praktische Anwendung Dank der Satellitenüberwachung konnten sowohl Amerikaner als auch Russen (damals noch Bürger der UdSSR) zu Wort kommen. Der erste Satellit wurde von den Russen gestartet, die erste Überwachung wurde von den Amerikanern durchgeführt – und so entstanden und entwickelten sich nacheinander, ohne besondere Pausen, Satellitenverfolgungssysteme parallel und nahezu symmetrisch. Beide funktionieren nach dem gleichen Prinzip: Mehrere Dutzend Satelliten, die sich in einer erdnahen Umlaufbahn auf verschiedenen Ebenen befinden, senden Signale an Empfängergeräte, und diese Signale können verwendet werden, um Koordinaten, Geschwindigkeit und andere Daten zu erhalten. Dies hilft bei der Überwachung von Fahrzeugen jeglicher Art (auch unter Wasser) und bietet persönliche Ortungsfunktionen.

Schulter an Schulter

Wie ist die aktuelle Situation mit diesen Systemen? Sie werden weltweit gleichermaßen aktiv genutzt und genießen die gleichen Privilegien. Jedes Unternehmen, das Satellitennavigationssysteme verkauft, wird keinem davon den Vorzug geben, sondern beide Optionen oder kombinierte Geräte mit beiden Systemen in einem Set anbieten. Aber der „Russe“ hatte alle Voraussetzungen, nicht nur ins Hintertreffen zu geraten, sondern auch ganz aufzuhören zu existieren, als aufgrund der schwierigen wirtschaftlichen Lage im Zusammenhang mit dem Zusammenbruch der UdSSR die Entwicklungsfinanzierung eingestellt wurde. Es waren schwierige Jahre für GLONASS und es blieb in der Entwicklung deutlich zurück, doch innerhalb weniger Jahre gelang es mit Hilfe von Geld und klugen Köpfen, aufzuholen. Und das, obwohl andere Länder in der Anfangsphase der Entwicklung von Satellitenüberwachungssystemen noch immer stagnieren.

Wer ist genauer?

Da der Start von GLONASS-Satelliten für einige Zeit ausgesetzt war, lange Jahre Dieses System war weit hinter GPS zurück. Als daher die Anzahl der Satelliten im Orbit für beide Systeme nahezu gleich war, begannen viele ausländische Verbraucher über die Nutzung von GLONASS nachzudenken die neueste Entwicklung, ohne überhaupt etwas über die Zeit der Stagnation zu wissen. Heute besteht eine leichte Lücke in der Anzahl der gestarteten Satelliten zugunsten von GPS, die dank der aktiven Finanzierung der Entwicklung von GLONASS bald geschlossen wird. Was die Schnittstelle und andere Benutzerfunktionen betrifft, verfügen beide Systeme über die gleichen, verständlichen und zugänglichen Steuerungsprinzipien.

Mittlerweile können sich viele von uns ein Leben ohne Geräte, die mit deren Hilfe entwickelt wurden, nicht mehr vorstellen neueste Technologien. Ein markantes Beispiel sind alle Arten von Gadgets zur Standortberechnung. Dabei kann es sich um Diebstahlsicherungen, tragbare Navigationsgeräte oder sogar ganze Ortungssysteme handeln. Sie alle verfügen über eine Reihe von Merkmalen und unterscheiden sich in ihrem Funktionsumfang voneinander.

Der wichtigste Unterschied, auf den ein potenzieller Käufer am häufigsten achtet, ist jedoch die Genauigkeit der Standortkoordinatenbestimmung.

Alle Geräte dieser Art lassen sich je nach der bei ihrem Betrieb verwendeten Technologie in drei Gruppen einteilen: GPS, GPRS und GLONASS. Jeder Gerätetyp hat eine Reihe von Vor- und Nachteilen.

Das ist genug lange Zeit Unter Satellitensystem-Enthusiasten gibt es Streit. Manche glauben das Russisches System GLONASS ist der Gipfel der Perfektion, während andere davon überzeugt sind, dass es derzeit keine Technologie gibt, die mit GPS konkurrieren kann. Ist es so?

Um diese Frage richtig zu beantworten, muss man etwas tiefer in die Geschichte eintauchen. Die Technologie zur Standortbestimmung mittels Satelliten ist der Doppler-Effekt, den jeder aus einem Physikkurs an der Oberstufe kennt. Die Quintessenz ist, dass die Frequenz des Signals eines Satelliten von der Entfernung abhängt, in der er sich von der Erde befindet.

Vergessen Sie nicht, dass das GLONASS-System viel jünger als GPS ist. Dies wird durch historische Daten bestätigt. Zum Zeitpunkt der Einführung des ersten Navigationssystems lagen acht Jahre zwischen GPS und GLONASS. Allerdings haben unsere Wissenschaftler und Ingenieure enorm viel Arbeit geleistet, sodass beide Systeme derzeit direkte Konkurrenten sind. Derzeit ist der Fehler bei der Bestimmung der Standortkoordinaten von Glonass etwas größer als der von GPS. Vertreter des heimischen Unternehmens versprechen jedoch, dass sie bis 2020 in vielerlei Hinsicht aufholen und GPS überholen können.

Was ist der Unterschied zwischen GPS und GLONASS?

Geräte, die mit dem GPS-System arbeiten, sind sehr wählerisch, was die Anwesenheit aktiver Satelliten angeht. Um die Koordinaten möglichst genau zu bestimmen, muss das Gerät Signale von sechs bis elf empfangen. Für den Glonass-Navigator reichen jedoch sechs oder sieben aktive Satelliten aus, um den Standort mit dem gleichen Fehler zu bestimmen.

Was ist genauer: GLONASS oder GPS? Vergessen Sie nicht die Geräte, die beide Systeme an Bord haben. Ihre Leistung ist eine der besten. Solche „doppelten“ Geräte kosten etwas mehr als normale Geräte. Um die Effizienz zu steigern, ist es daher am besten, sie zu kaufen.

Was ist der Unterschied zwischen GPS und GPRS? Es gibt eine weitere Technologie, die eine Standortbestimmung ermöglicht. Es heißt GPRS. Diese Abkürzung ist allen Benutzern bekannt. mobiles Internet, denn mit seiner Hilfe gelang bis vor kurzem der Zugang zum World Wide Web.

Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Systemen besteht darin, dass GPS Signale von Satelliten empfängt und GPRS den Internetzugang nutzt. Aus diesem Grund liefern Beacons, die zur Erkennung ausschließlich GPRS-Technologie verwenden, häufig Daten mit großen Fehlern. Es ist auch erwähnenswert, dass solche Ortungssysteme unvollkommen sind, da sie häufig in Abdeckungsgebieten landen.

Für mehr Sicherheit verwenden Sie GPS. Die Kosten unterscheiden sich nicht sehr, aber der Wirkungsgrad ist um eine Größenordnung höher. Die GPRS-Technologie hat sich sehr gut etabliert GPS-Systeme GLONASS. Das heißt, das Gerät empfängt Standortdaten mithilfe von drei Technologien gleichzeitig, was den Fehler erheblich reduziert.

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