Принцип действия глонасс. Спутниковая система глонасс

Приобретя недавно новенький автомобиль я увидел на потолке около плафона освещения кнопку с надписью SOS и задал вопрос, а что же это? В инструкции от автомобиля было сказано, что это кнопка вызова системы экстренного реагирования ЭРА-ГЛОНАСС. И все, то есть совсем все. Как она работает, как обслуживается, зачем она? Давайте разберемся.

«ЭРА-ГЛОНАСС» - российская государственная система экстренного реагирования при авариях. Систему ввели в промышленную эксплуатацию с 1 января 2015 года. Это первая в мире обязательная и бесплатная система экстренного вызова.

Аналогом системы "ЭРА-ГЛОНАСС" является общеевропейская система eCall, с которой система «ЭРА-ГЛОНАСС» обеспечивает технологическую совместимость.

По статистике большинство жертв ДТП погибают не в сам момент аварии, а уже после т.к. помощь приходит слишком поздно. Предполагается, что внедрение системы приведёт к сокращению времени реагирования при авариях и других чрезвычайных ситуациях, что позволит снизить уровень смертности и травматизма на дорогах и повысить безопасность грузовых и пассажирских перевозок.

Что установлено в автомобиле

В каждый автомобиль встраивается модуль ЭРА-ГЛОНАСС. Это урезанный сотовый телефон с одной кнопкой SOS и датчиками. Как и у любого смартфона у него своя сим-карта, антенна, модем 3G, микрофон, динамик и навигационный модуль GPS/ГЛОНАСС.

Как работает система ЭРА-ГЛОНАСС

1. Срабатывание датчиков удара или опрокидывания в салоне автомобиля или нажатие тревожной кнопки SOS
2. Определение автомобильным терминалом координат
3. Передача информации о ДТП через сотовую сеть в центр системы «ЭРА-ГЛОНАСС»
4. Оператор ЭРЫ-ГЛОНАСС перезванивает на устройство и пытается узнать, что произошло.
5. Если никто не ответил оператору или ясно, что вызов не ложный, то передача вызова оперативным спасательным службам

Согласно действующему регламенту скорая помощь должна прибыть на место в течении 20 минут.

Что входит в передаваемый сигнал

• точные координаты места происшествия;
• количество пристёгнутых пассажиров;
• данные об аварии: скорость перед столкновением, величины перегрузок;
• данные об автомобиле: VIN номер, цвет автомобиля, вид топлива - бензин, дизтопливо или газ.

Как передается сигнал

Отправка и вызовы реализуются через мобильных операторов «МТС», «Билайн» или «Мегафон» через наиболее доступную из них в данной местности. Заявлено, что модуль способен использовать любую доступную сеть сотовой связи. В состав системы ЭРА-ГЛОНАСС входит инфраструктура виртуального оператора MVNO, которая будет подключена ко всем операторам для обеспечения максимально достижимой надежности передачи экстренного вызова.

Сообщение, которое отправляет устройство, краткое и весит около 140 байт, поэтому система сможет отправить его даже при плохом качестве связи. На то, чтобы произвести соединение с мобильной сетью и передать данные в call-центр, должно уходить в среднем около 10 секунд. В условиях плохой связи ЭРА-ГЛОНАСС будет производить 10 попыток передать данные, а затем самостоятельно отправит сообщение через SMS.

Заблуждения и мифы

Первое и самое главное заблуждение - это то, что ЭРА-ГЛОНАСС является частью глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС. Это не так - система ЭРА-ГЛОНАСС использует для определения местонахождения аварийного транспортного средства ГЛОНАСС и американской GPS. Это позволяет увеличивать точность определения в местах, где покрытие спутниками одной из систем недостаточно. Причем определение местонахождения выполняется только в случае аварии или ручного вызова SOS.

Второе заблуждение - якобы система следит за всеми перемещениями автомобиля. Работа системы для постоянного слежения (как трекер) стандартами проекта не предусмотрена. Данные о местонахождении пришлось бы регулярно отправлять по сотовым сетям и вряд ли они будут осуществляться это бесплатно. Хотя учитывая, что рассказал Сноуден про глобальную мировую слежку, то возможно это и не заблуждение =)

Что произойдет 1 января 2017 года

С 1 января 2017 г. в соответствии с техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств», принятым Решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 г. №877, вводится требование к оснащению выпускаемых в обращение автомобилей, устройством вызова экстренных оперативных служб.

С 1 января 2017 года в паспорт транспортного средства в раздел «Особые отметки» в обязательном порядке вносятся сведения об устройстве вызова экстренных оперативных служб для вновь выпускаемых в обращение транспортных средств.

Но тут есть важное уточнение - ОТТС (одобрение типа транспортного средства) выдаётся сроком на три года. Если производитель или импортер получит сертификат на новую модель 31 декабря 2016 года, то такая машина сможет продаваться на рынке Таможенного союза без ЭРЫ-ГЛОНАСС до конца 2019 года.
Документ так же можно продлять в случае модификации модели, причем на те же 3 года.

Первым серийным автомобилем с системой ЭРА-ГЛОНАСС стала Lada Vesta.

Коммерческие возможности и перспективы системы

О том, как расшифровать глонасс можно понять по незнанию системы, это глобальная навигация. Пользоваться ей, можно, находясь в любой точке планеты.

Как работает система

Для того чтобы знать как работает глонасс, следует понимать, что это сложная глобальная система, деятельность которой обеспечивается наземным и космическим оборудованием.

Ответ на вопрос, как работает система глонасс заключается в совокупности указанного оборудования. Так, оно включает искусственные космические спутники, наземные объекты и устройства, которыми оснащаются автомобили.

Все это оборудования работает в постоянном режиме. Благодаря этому, владелец транспортного средства получает полную информацию о его перемещениях, местах и времени остановок, скоростном режиме и так далее. Указанная система включает более 20 космических спутников. Соединяясь с ними автомобильное устройство получает сведения о географических координатах своего местонахождения, времени и прочую информацию.

Конкретное местонахождение автомашины определяется путем подачи сигнала на спутник и получения ответного сигнала. Для того, чтобы расположение объекта было установлено, достаточно получения сигналов от 4 спутников.

Глонасс расшифровка довольно проста. Это глобальная навигационная система. Ответ на вопрос, что же это за система, в первую очередь, заключаются в том, что это российская разработка. Ее работа осуществляется на тех же основных принципах, что и работы системы GPS. Однако время показало, что Глонасс, это более стабильная и надежная система. Ее работа зависит от погодных условий, плотности застройки.Поэтому, четкость сигнала может снижаться вследствие большой облачности или нахождения объекта в городских условиях. В этих ситуациях, сигнал можно отражаться от тех или иных объектов и информация будет несколько искаженной.

Такая четкость сигнала и преодоление помех, лучше именно у Глонасс. Таким образом, ответ на вопрос, навигация глонасс что это заключается в том, что это система, которая позволяет проложить оптимальный маршрут для транспорта. Также, она определяет географическое расположение транспортного средства.

Для чего нужна система Глонасс

Данная система повсеместно используется в коммерческом и частном автотранспорте. В целом, указанная система выполняет следующие функции:

Она информирует о точном географическом месте нахождения транспортного средства. Сигналы поступают ежесекундно. Поэтому перемещение автомашины отслеживается очень точно;

Система позволяет фиксировать время работы транспорта и время, которое машина находится без движения. Эта информация хранится в закодированном виде в памяти тахографа;

Получение сведений о скорости движения автомашины. Соответственно, заинтересованные лица получают информацию о нарушении водителем скоростного режима. Такая функция заметно дисциплинирует и самих водителей;

Информирование о режимах расходования топлива. Такая информация позволяет оптимизировать расходы, добиваясь большей эффективности при сокращении затрат.

Конкретные преимущества, использования системы слежения наиболее ярко проявляются относительно отдельных видов транспорта.

Ведь применения слежения дает одни преимущества по отношению к легковым автомобилям и другие, относительно к грузовому транспорту или спецтехнике.

Легковой транспорт

Применение данной системы обеспечивает точный учет пройденного за тот или иной период времени расстояния, информирование о неоправданных остановках. В необходимых случаях, можно удаленно блокировать двигатель и полностью исключить дальнейшее движение автомашины.

Кроме того, достигается получение информации о режимах работы машины – запусках и остановках двигателя, перемещениях в рамках конкретных географических зон.

Пассажирский транспорт

Особенностью использования системы глонасс пассажирским транспортом, является возможность фиксирования превышения разрешенной скоростью. Таким образом, обеспечивается безопасность перевозок.

Кроме того, установленное в автомашины оборудование позволяет вести учет пассажиров. Это, наряду с информацией о времени движения, периодах остановок и прочим, дает владельцу необходимые сведения для определения экономической целесообразности таких перевозок.

Грузовые автомашины

Указанная система с сочетании с установкой тахометра дает возможность полностью контролировать водителя автомашины и техническое состояние самого транспорта. Установленные устройства следят на уровнем износа основных узлов и агрегатов машины. Тахограф получает и сохраняет сведения о режиме езды, то есть о времени нахождения в пути и времени остановок.

Помимо прочего, установка оснащения и применения системы дает возможность контролировать прохождение технических осмотров и правильно вести карточку транспортного средства.

Специализированная техника

Работа системы относительно к спецтехники имеет те же преимущества, что и в грузовых автомашинах. В целом, применение систему и оснащения в виде тахоргафов позволяет эффективно и очень точно решать вопросы контроля за транспортом. А по результатам полученных сведений, можно принимать меры к сокращению расходов и повышению эффективности использования автопарка.

Облетая нашу планету, навигационные спутники непрерывно шлют на нее потоки радиосигналов. Эти спутники принадлежат американской военно-морской навигационной спутниковой системе (ВМНСС), а с недавнего времени и американской глобальной системе нахождения местоположения (GSM).

Так же, как и российская глобальная система навигации ГЛОНАСС, Обе системы дают возможность кораблям на море днем и ночью с огромной точностью определять свои координаты.

Принцип действия и GSM и ГЛОНАСС основан на том, что на борту корабля специальный приемник ловит радиоволны, посылаемые навигационными спутниками на определенных частотах. Сигналы с приемника непрерывно поступают в компьютер. Компьютер их обрабатывает, дополняя информацией о времени передачи каждого сигнала и положения навигационного спутника на орбите. (Такая информация попадает на ВМНСС-спутники от наземных станций слежения, а GSM-спутники и спутники ГЛОНАСС у себя на борту имеют приборы отсчета времени и орбиты).

Затем навигационный компьютер на корабле определяет расстояние между ними и летящим в небесах спутником. Эти вычисления компьютер повторяет через определенные промежутки времени и в конечном итоге получает данные о широте и долготе, то есть свои координаты.

Триангуляция в GPS и GLONASS

Двигаясь по орбите и посылая на Землю сигналы через определенные интервалы (t1-14), спутник как бы образует в небе невидимые радиоклинья или сектора. Зная длину дуги сектора и длины его боковых сторон, можно вычислить точку, где находится вершина угла этого сектора. Это и будет местоположение приемника. Еще необходимо сделать поправки на кривизну земной поверхности, как показано на рисунке сверху.

Из-за кривизны земной поверхности истинное положение корабля несколько отличается от спутниковых данных. Чтобы исправить погрешность, компьютеры строят кривые линии (параболы) от высот над уровнем моря С j и Сп и находят среднюю точку между ними. Точка пересечения этих высот и парабол - Р дает истинное значение координат.

Цепь передачи команд в GPS

Сигналы времени и орбитальные данные передаются на спутник с наземной станции слежения (рисунок выше, справа). Спутник ретранслирует эти сигналы на корабельный приемник, а компьютер использует их для вычисления долготы и широты.

Станции спутникового слежения должны определять наибольшее удаление спутника от поверхности Земли, среднее удаление, угол наклона его орбиты по отношению к земной оси, самую низкую точку удаления (перигей), время прохождения этой точки и другие параметры.

Как работает любая система ГЛОНАСС/GPS слежения?

Ответ: На контролируемом объекте (например, транспортном средстве) находится модуль мониторинга, включающий в себя GPS приемник и GSM модем с антеннами. GPS приемник принимает излучаемые спутниками системы NAVSTAR (GPS) сигналы и при наличии сигналов минимум от 3-х спутников сам вычисляет собственные координаты (по взаимной задержке навигационных сигналов, используя информацию о текущих координатах спутников). Вычисленные координаты средствами GSM сети передаются на сервер системы слежения, где происходит их обработка и передача диспетчерской программе для построения отчетов и отображения местоположения на карте. Кроме координат, модуль мониторинга может также передавать дополнительную информацию о состоянии подключенных датчиков и режимах работы.

Чем могут отличаться различные ГЛОНАСС/GPS системы слежения?

Ответ: Большинство современных ГЛОНАСС/GPS систем мониторинга имеют схожие технические показатели и отличаются, прежде всего, возможностями диспетчерского ПО (удобство интерфейса и информативность отчетов), а так же качеством и набором дополнительных функций мобильного модуля мониторинга транспорта. Также большое значение имеет качество предоставления услуги мониторинга разработчиком и интегратором (сроки поставки, квалификация установщиков, наличие технической поддержки, частота обновления ПО, возможность доработки и т.п.).

Какие еще бывают системы контроля техники, кроме ГЛОНАСС/GPS (GSM/GPRS)?

Ответ: Вместо GSM (GPRS) канала могут использоваться другие способы съема информации с модулей мониторинга:

• SMS канал - применяется только для контроля местоположения «по запросу», т.к. стоимость постоянного мониторинга значительно возрастает по сравнению с использованием GPRS канала.
• Спутниковая связь. Основное преимущество - глобальное покрытие. Значительно более дорогостоящий канал связи по сравнению с GPRS. Спутниковые системы мобильной связи развиваются менее активно по сравнению с сотовыми сетями. Требуется большая мощность передатчика (вредное излучение, малый срок работы от аккумулятора).
• Радиоканал. Имеет ограниченную зону действия, дорогостоящее масштабирование и маленькая пропускная способность. Часто требуется согласовывать использование радиочастоты с властями.
• Офлайн контроль.

Приборы контроля накапливают информацию во внутренней памяти во время рейса. Считывание информации происходит по прибытию транспорта на место постоянного базирования. Отсутствует возможность оперативного реагирования на ситуацию. Некоторые системы требуют проводного подключения оборудования к компьютеру, что значительно усложняет эксплуатацию и упрощает саботаж. Более совершенные системы используют радиоканал для передачи данных на небольшие расстояния: BlueTooth (маленькая дальность и очень плохая пропускная способность - 1 считыватель может одновременно считывать историю только с 1 модуля мониторинга транспорта с не высокой скоростью); ZigBee (самоорганизующаяся сеть приемо-передатчиков, до 100 м.) имеет невысокую скорость передачи (делится на количество подключенных модулей), плохо подходит для постоянно перемещающихся модулей. Требует специального оборудования на сервере; WiFi модули мониторинга - наиболее совершенные среди офлайн приборов контроля транспорта. Высокая скорость передачи и быстрота подключения вновь вошедших транспортных средств в зону действия сети. На сервере используется стандартная WiFi точка доступа.

Простое масштабирование системы с использованием нескольких разнесенных точек доступа, возможность сбора всей информации в общей БД на главном сервере системы мониторинга транспорта с последующей передачей на разнесенные диспетчерские рабочие места (по Интернет или интранет). Система ГЛОНАСС/GPS контроля транспорта "РусНавиКом" поддерживает работу с GPS - WiFi оборудованием. Положительное отличие всех офлайн систем контроля - отсутствие абонентской платы за использование каналов связи. ГЛОНАСС/GPS модули мониторинга транспорта имеют встроенную энергонезависимую память на 160 тысяч точек (от 3-х месяцев непрерывного движения) и это позволяет им работать, не используя роуминг и вне зоны действия GSM операторов, совмещая в себе преимущества офлайн и онлайн систем.

Использование различных способов определения местоположения.

Системы без навигации позволяют контролировать только некоторые параметры работы транспортных средств (моточасы, включение/выключение механизмов, показания датчиков уровня и расхода топлива). Скорость и пробег измеряются не точными методами и могут быть легко искажены водителем. Отсутствует возможность посмотреть где территориально произошло то или иное событие. Как правило, такие системы работают в офф-лайн режиме и морально устарели.

Альтернативные спутниковые навигационные системы:

ГЛОНАСС - отечественный аналог GPS (NAVSTAR). Основное отличие - использование частотного разделения каналов (сигналов от разных спутников). В результате требуется более дорогостоящий приемник и антенна. К сожалению, в настоящее время система не пригодна даже на территории России. Число работающих спутников меньше необходимого, а многие из работающих превысили расчетный срок эксплуатации. Кроме того, существующие ГЛОНАСС модули заметно проигрывают GPS приемникам по чувствительности, габаритам, потреблению и цене. Совмещенные ГЛОНАСС/GPS устройства пока что работают только в режиме GPS и при этом значительно уступают «односистемным» GPS модулям в чувствительности и точности выдаваемого навигационного решения.

Европейская система GALILEO пока находится на стадии доработки и развертывания. Ее точность для гражданских пользователей будет соответствовать точности NAVSTAR (GPS) для военных (ошибка около 1 метра и менее).

Местоопределение средствами сотовых сетей связи.

Используемые в настоящее время технологии сводятся к определению соты, в которой находится абонент (ошибка зависит от радиуса соты и составляет до 5 км). Более точные методы требуют переоснащения оборудования базовых станций и абонентского оборудования (мобильных телефонов) и в настоящее время не применяются. Сотовые сети третьего поколения (3G) разрабатывались с учетом задачи более точного местоопределения, но в даже теоретически обеспечат точность не лучше 50 метров.

В настоящее время лучшая система навигации для систем мониторинга транспорта - система GPS (избыточное количество спутников, наличие дифференциальных подсистем, высокочувствительные, дешевые и малогабаритные GPS модули и антенны).

Перспективные технологии связаны с развитием и совмещением различных спутниковых систем, а также с их совмещением с системами передачи информации (для передачи местных поправок и альманаха) что может уменьшить ошибку и время «холодного» старта. Используемые в модулях мониторинга транспорта МТ GPS приемники поддерживают такие технологии повышения точности как A-GPS и EGNOS. В результате среднеквадратичная ошибка оставляет 2,5 метра.

Какие параметры техники можно контролировать, используя ГЛОНАСС/GPS мониторинг?

Ответ: Контролируемые параметры транспорта можно разбить на несколько групп:

• Параметры, определяемые по спутниковой системе навигации GPS.
• Основные: дата и время, местоположение на плоскости, мгновенная скорость, курс.
• Второстепенные и вспомогательные: высота над уровнем моря, количество спутников в используемом созвездии.
• Параметры, определяемые по дискретным датчикам (типа «сухой контакт»):основное/резервное питание, включение и выключение различных механизмов: зажигание, наличие пассажира, двери, гидромотор, лебедка, вращение бочки АБС, тревожная кнопка, информационные переключатели: (свободен/занят, сломался, задание выполнил успешно и т.п.) а также различные специальные датчики.
• Параметры, определяемые по аналоговым и цифровым датчикам: уровень топлива в баках (по штатным или дополнительным датчикам), температура воздуха в рефрижераторе.
• Параметры, определяемые по счетным датчикам: потребление (расход) топлива по датчикам расхода (проточным), пассажиропоток для пассажирских перевозок по датчикам подсчета пассажиров.

Перечисленные параметры являются «первичными», которые непосредственно контролируются и передаются на сервер ГЛОНАСС/GPS модулями мониторинга транспорта. Так же следует обращать внимание на «вторичные» параметры, которые позволяет контролировать диспетчерское ПО в виде специализированных отчетов. Например, система ГЛОНАСС/GPS мониторинга"РусНавиКом" позволяет диспетчерам и руководству получать отчеты со следующими данными: пробег, места и длительность стоянок, время начала и конца движения в течении смены, время, объем и место заправок и сливов топлива, фактический и расчетный расходы топлива, качество соблюдения скоростного режима водителями, место и время использования механизмов на спецтехнике, соблюдение температурного режима внутри рефрижераторов, количество и точное время посещения заранее определенных зон на карте, количество выполненных и пропущенных кругорейсов, время отклонения от заданного расписания движения автомобиля, удаление от заданного маршрута и многое другое.

Российский аналог спутниковой системы навигации (GPS) – ГЛОНАСС — одна из двух действующих в настоящее время в мире глобальных навигационных спутниковых систем.

Она позволяет определять местоположение (координаты) и время приемника на поверхности планеты.

Принцип работы спутниковой системы ГЛОНАСС.

Данная система построена на использовании в своей работе сигнала космических аппаратов (спутников), которых для нормального глобального функционирования системы должно быть 24, вращаться они должны в трех орбитальных. Для покрытия только территории России, для справки, достаточно всего 18 таких космических аппаратов. Кроме космической группировки для полноценной работы ГЛОНАСС на поверхности действуют коррекционные станции, которые передают на космические аппараты корректирующие данные, что позволяет повысить точность позиционирования на Земле.

Немного истории.

Отмечу, что, что такое ГЛОНАСС, мы услышали достаточно недавно, когда о необходимости создания навигационной системы, не уступающей аналогичной американской GPS, заговорили в руководстве РФ.

Хотя в действительности современная российская навигационная спутниковая система берет свое начало еще в достаточно далеких 70-х годах прошлого века, когда заговорили о необходимости создания такой системы для обеспечения вооруженных сил СССР. И это были не просто слова, одновременно руководством ЦК КПСС были отданы соответствующие поручения.

Развитие этой системы прошло долгий и порой сложный путь. Лишь только в 1995 году группировка находящихся на орбите спутников достигла необходимых для штатного использования количества — 24 штук.

Однако недофинансирование в последующие годы привело к тому, что на 2001 год в космосе осталось лишь 6 действующих космических аппаратов. Данная ситуация, повсеместное проникновение американского GPS и рост потребностей в современной навигационной системе для обеспечения собственной армии привело к развертыванию программы, в результате которой появился знакомый нам сегодня ГЛОНАСС. При этом данная система не просто появилась закрытой навигационной системой, как это планировалось еще при Советском Союзе, а стала общедоступной.

Сравнение с конкурентами, планы на будущее.

Что касается точности, то на сегодняшний момент ГЛОНАСС немного проигрывает в точности своему главному и пока единственному конкуренту. Так, точность GPS характеризуется 2-4 метрами, у ГЛОНАСС она же составляет 3-6 метров. Улучшение точности в позиционировании последней неоднократно заявляли ее создатели, пока достичь ее не удалось. Хотя к 2015 году планируется нарастить точность ГЛОНАСС до 1.5 метров, а к 2020 выйти на показатели минимум в 0.6 метра.

И хоть система создавалась в первую очередь для вооруженных сил, сегодня она доступна и для гражданского использования на безвозмездной основе. При этом присутствие возможности получения данных от ГЛОНАСС в современных мобильных гаджетах и гражданских навигационных приборах постоянно растет. Чипы, позволяющие определять координаты на основе двух глобальных спутниковых навигационных систем (GPS/ГЛОНАСС), в настоящее время можно встретить в продукции таких мировых компаний, как:

• Apple,
• Nokia,
• Samsung,
• Sony,
• Garmin и многих других.

Дополнительные возможности, плюс ЭРА-ГЛОНАСС, что такое и как будет работать?

Кроме этого навигационные системы контроля движения транспорта на основе данных ГЛОНАСС с успехом применяются на коммунальном и общественном транспорте. Также уже начата разработка программы о создании на территории России системы обеспечения безопасности и экстренного реагирования об авариях и чрезвычайных ситуациях ЭРА-ГЛОНАСС, которая в автоматическом режиме будет принимать соответствующие сигналы и направлять необходимую помощь, в случае такого требования пользователями системы по известным координатам.