Применение навигационных систем глонасс gps в росгвардии план конспект

Обновлено: 06.07.2024

2.7.1. Навигационно-информационная система предназначена для передачи навигационной, служебной (текстовой и формализованной) информации от подключенных к аппаратуре системы датчиков (приборов) с мобильных транспортных средств специальных подразделений на диспетчерский пункт (далее - ДП) по каналу связи с использованием штатных средств связи для обработки и отображения всей информации на дисплее (экране) на фоне электронной карты и/или на мониторе ПЭВМ, а также для передачи в вышестоящие звенья управления.

2.7.2. Система состоит из комплектов связного и навигационного оборудования, использующих в своем составе навигационную аппаратуру потребителей космических навигационных систем ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS. Системой оснащаются мобильные подразделения сил и средств постоянной готовности функциональных и территориальных подсистем РСЧС. Комплекты эксплуатируются на мобильных или водных транспортных средствах МЧС России.

2.7.3. Решаемые задачи:

дистанционный контроль местоположения и маршрутов движения группировки мобильных транспортных средств, показаний датчиков контроля состояния среды, установленных на мобильные транспортные средства;

определение текущих координат мобильных транспортных средств с отображением результатов на табло и мониторе ПЭВМ ДП;

обмен между ДП и мобильным транспортным средством текстовой информацией;

контроль маршрутов движения мобильных транспортных средств;

сбор, запись, передача показаний датчиков контроля параметров среды и датчиков состояния систем мобильных транспортных средств с отображением этих показаний на мониторе и табло ДП;

2.7.4. Навигационно-информационные системы МЧС России подразделяются на:

локальные, включенные в ультракоротковолновые радиосети пожарных гарнизонов. Они позволяют наряду с обеспечением информационного обмена обеспечить контроль местонахождения транспортных средств на территории гарнизона;

систему мониторинга транспортных средств сопровождения колонн с гуманитарным грузом и сил постоянной готовности МЧС России, включающую в себя диспетчерский центр в ФГБУ НЦУКС, диспетчерские пункты РЦ МЧС России, частей и учреждений центрального подчинения и субъектов РФ и мобильные транспортные средства, оснащенные телематическими модулями системы ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS. Развернутая в полном составе система позволяет контролировать в диспетчерском центре ФГБУ НЦУКС (диспетчерском пункте РЦ МЧС России, субъекта РФ) место нахождения транспортного средства, оснащенного телематическим модулем системы ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS, практически в любой точке территории РФ и прилегающих к ней территорий.

Как системы GPS/ГЛОНАСС используют вооруженные силы

Сегодня система GPS есть в каждом смартфоне, но цель изобретения глобальной спутниковой навигации вовсе не была мирной. Как только Советский союз запустил на околоземную орбиту первый спутник, американские ученые обнаружили: отслеживая сигналы спутника, можно определять координаты объектов на земле. Эта идея нашла отклик у вооруженных сил США, поэтому разработкой первого прототипа всемирной системы навигации занималась военно-морская лаборатория.

Для реализации проекта на орбиту пришлось вывести не один новый спутник, но военные были уверены: результат стоит затраченных сил, времени и финансов. В 70-х проектом спутниковой навигационной системы интересовались сразу 3 военных ведомства. Военно-морские силы планировали использовать ее для уточнения координат подводных лодок и создания новых систем наведения ракет. Военно-воздушные силы хотели повысить точность авиаударов. Армия стремилась обеспечить себя способом быстрого получения точных координат, в том числе для корректировки ударов ракет и артиллерии.

Как видите, первоначальная цель создания системы GPS была далека от подсказок, как найти гостиницу в незнакомом городе или проехать в офис. Тем не менее, когда система заработала, военные поняли, что ее возможности намного шире, и преподнесли спутниковую навигацию в подарок всем жителям планеты. Сегодня использование системы GPS абсолютно бесплатно для каждого, у кого есть приемник.

Впрочем, военные продолжают пользоваться спутниковой навигацией, в том числе для наведения оружия, управления войсками и беспилотной авиации. Однажды система GPS даже сыграла с ними злую шутку: запись бегового трекера нечаянно выдала расположение секретной военной базы. К счастью для владельца девайса, этот прокол успели вовремя отследить. Теперь солдаты не могут отгружать информацию фитнес-трекеров в интернет.

Системы GPS/ГЛОНАСС – основа транспортной логистики

Около 80% устройств спутниковой навигации в мире использует наземный транспорт. Мониторинг авто – едва ли не основная область применения технологии. Причем наибольшее значение она имеет вовсе не для частных владельцев, но для строительных, промышленных и крупных транспортных предприятий.

Системы ГЛОНАСС определяют расположение автомобилей, прокладывают и отслеживают маршруты передвижения. С их помощью руководители компаний обеспечивают безопасность транспорта и персонала, оптимизируют расходы на перевозки, исключают нецелевое использование корпоративных авто. Внедрение системы мониторинга на основе спутниковой навигации позволяет сократить расходы компании на обслуживание транспорта примерно на 30%.

В России на базе ГЛОНАСС работает Интеллектуальная транспортная система. Она отслеживает перевозки опасных, тяжелых и крупных грузов, а заодно контролирует режим работы водителей. Польза от применения систем GPS/ГЛОНАСС в транспортной сфере вполне осязаемая:

уменьшение количества дорожно-транспортных происшествий;
сокращение времени реагирования специальных служб на ДТП;
уменьшение времени, которое водители проводят в дороге;
повышение эффективности и удобства общественного транспорта;
оптимизация государственных и частных расходов на перевозки.

Как системы ГЛОНАСС использует водный и воздушный транспорт

Появление спутниковых систем радикально изменило и морскую навигацию. Пассажирские и грузовые суда используют ГЛОНАСС для определения координат и составления маршрутов. Навигационная система, которая связывается со спутниками на орбите, значительно облегчила маневрирование в каналах, проливах, шлюзах. Не говоря о том, что она позволяет компаниям-владельцам отслеживать положение собственных судов, а спасательному транспорту – быстро находить пострадавший корабль. ГЛОНАСС обеспечивает безопасность морского и речного транспорта в тяжелых условиях вроде ледохода или густого тумана.

Системы спутниковой навигации спасают жизни

Систему ГЛОНАСС используют службы скорой помощи, МЧС и другие спасатели. Известен случай, когда смартфон с подключенной навигацией буквально спас альпинисту жизнь: мужчина упал в расщелину и сломал ногу, но смог связаться со спасателями и передать им точные свои координаты. Пока они ехали, альпинист активно переписывался в социальных сетях с друзьями.

Благодаря спутниковой навигации бригады медиков, пожарных и другие службы экстренного реагирования прибывают на места происшествия быстрее. В России за экстренное реагирование при авариях отвечает система ЭРА-ГЛОНАСС. Ее основная задача – регистрировать ДТП и передавать информацию специальным службам. При аварии оборудование автоматически определяет координаты и передает их системе мониторинга. За счет этого скорая помощь может выехать немедленно, даже если водитель потерял сознание и не способен связаться с медиками сам. Так внедрение ЭРА-ГЛОНАСС значительно снизило смертность в ДТП.

Смартфоны, планшеты и навигаторы

На основе навигационных систем появляются новые туристические игры. Используя ГЛОНАСС, участники соревнования ищут тайники, которые делают другие игроки. Также организуют гонки, которые проходят не по маркированному маршруту, а по заданным спутниковым координатам. От участников требуется не только хорошо управлять авто или быстро бегать, но и ориентироваться по координатам.

Индивидуальные трекеры применяют и родители: с их помощью они отслеживают перемещения ребенка. Это делается ради безопасности: в любой момент папа и мама могут выяснить, где находятся их дети, поэтому малыши реже теряются.

В каких еще сферах применяют ГЛОНАСС?

Наконец, ГЛОНАСС используют в сфере связи. Спутниковые технологии регистрируют финансовые транзакции, денежные переводы, они помогают синхронизировать компьютеры в разных точках планеты. Фондовые биржи задействуют ГЛОНАСС для регистрации котировок. Оборудование ГЛОНАСС устанавливают телекоммуникационные центры, его используют репортеры, службы новостей, операторы мобильной связи. Сложно найти сферу, в которой спутниковые технологии не нашли бы полезного применения.

С помощью Отечественной Глобальной Навигационной Спутниковой Системы обеспечивается высокоточная координатная информация в любых точках Земли и вокруг неё. Она необходима потребителям воздушного, морского, наземного и космического транспорта. Не зависит от погоды. Данную государственную спутниковую систему разрабатывали для потребностей госслужб и обычных граждан. Управление и эксплуатация ГЛОНАСС возложено на Минобороны РФ.

Президент Российской Федерации В.В.Путин потребовал оснастить аппаратами спутникового мониторинга ГЛОНАСС/ GPS технические средства и системы. Образцы вооружения, военную и специальную технику, предназначенную Вооружённым силам России, другие войска, воинские формирования и органы, которые приравниваются к военной службе, а также транспорт, поставляемый и используемый органами военной и приравниваемой к ней службы.

КОЛИЧЕСТВО СПУТНИКОВ В НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ ГЛОНАСС

Граждане получили возможность использовать систему ГЛОНАСС в собственных целях в 1993 году. Спустя два года на орбиту произвели запуск 24 спутников.

Но до 2001 года их осталось не более 6. Всему причина – недостаток финансирования. Часть спутников вышла из строя, а на их ремонт нет необходимого количества денежных средств.

И лишь с 2010 года снова на орбите работают 24 основных спутников и 2 резервных.

На данное время система ГЛОНАСС насчитывает 29 космических устройств. 24 из них имеют целевое назначение, 1 проходит лётные испытания, 1 только вводится в систему, а 3 в резервном использовании.

В основе навигационной системы находятся 24 спутника. Они движутся над земной поверхностью в трёх орбитальных плоскостях, которые имеют наклон в 64,8 градуса и орбитальную высоту 19400 километров. Измерение происходит по принципу навигационной системы в США NAVSTAR GPS. Правда есть существенное отличие: отсутствие резонанса с земным вращением у спутников системы ГЛОНАСС. Этим обеспечивается большая стабильность. Ведь группировку ГЛОНАСС не нужно дополнительно корректировать на протяжении всего эксплуатационного периода. Жаль только, что этот период не очень длительный.

КАК РАБОТАЕТ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ГЛОНАСС?

24 спутника из системы пересылают на устройства информацию в двух типах сигналов:

СТ сигналы – навигационные сигналы стандартной точности. Диапазон излучения сигналов – L1, частота – 1,6 ГГц.
ВТ сигналы – высокоточные навигационные сигналы. Диапазон излучения сигналов — L1и L2, частота – 1,2 ГГц.

Навигационные данные СТ имеют следующие погрешности:

Определяются горизонтальные координаты объекта с точностью в 99,7% (50-70м) .
Определяются горизонтальные координаты объекта с точностью 99,7% (70м) .
Определяется вектор скорости на поверхности Земли с точностью 99,7% (15см/с) .
Определяется точное время с точностью 99,7% (0,7мкс) .

КАКИЕ ОТЛИЧИЯ ГЛОНАСС ОТ GPS?

Система навигации ГЛОНАСС немного отстаёт от GPS по наличию погрешности. Если у первой она от 3м до 6 м, то у второй от 2м до 4м. Если использовать сигналы двух систем сразу, тогда можно значительно снизить погрешность до 1,5-3м. Это повышает точность вычислений. На будущее в системе ГЛОНАСС предусматривается максимальное снижение погрешностей до 10см, но это только в 2020 гг.

Мудрыми производителями навигаторов и мониторинговых систем предусмотрено использование сигналов сразу обеих систем: ГЛОНАСС И GPS. Недостатки одной системы перекрываются другой системой, поэтому можно получить точную и качественную информацию. Применение такого подхода является наиболее целесообразным – две системы сразу точнее, нежели одна.

ЧЕМ ЖЕ ОТЛИЧАЕТСЯ СИСТЕМА GPS ОТ ГЛОНАСС?

Системы различаются структурой сигнала и частотным разделением каналов. В GPS кодовое, а в ГЛОНАСС – частотное разделения.

В описаниях спутникового орбитального передвижения пользуются разными математическими моделями. GPS – оскулирующие элементы. Согласно этой модели траекторию передвижения спутника разбивают по участкам, на них передвижение описывают кеплеровской моделью. Изменение её параметров происходит во времени. В ГЛОНАСС пользуются дифференциальной моделью передвижения. Согласно этой модели координаты спутника определяются на заданном моменте решением системы дифференциальных уравнений. Решая эту систему нужно владеть так называемыми начальными значениями – чисто математическим понятием. При использовании системы ГЛОНАСС передача приближений происходит вместе с навигационными данными, приемник их принимает. Довольно трудоёмким является решение дифференциальных уравнений, ведь это численное интегрирование.

РАЗРАБОТКА ГЛОБАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Система GPS имеет орбитальные плоскости в количестве 6 штук. Изначально на каждую плоскость рассчитывалось запустить 4 спутника. В итоге 24 спутника не смогли покрыть весь земной шар, а при поломке какого-нибудь спутника замены не предвиделось. В группировку добавили ещё 8 спутников. Поэтому на некоторых орбитах их до 6. Создавая систему ГЛОНАСС, спутники разбили по 3 плоскостям. На каждую по 8 шт. Это в теории. Такое разделение способствует полному покрытию земли и хорошей геометрии. Нашими специалистами был произведён более точный расчёт орбит, только вот, как всегда, до ума довести всё не смогли…

Военно-космические силы СССР и США одновременно начали разработку глобальных навигационных систем с применением спутников. Американцами началась разработка системы GPS в начале 1970г, а советская система ГЛОНАСС берёт своё начало в конце 1960г. В 1982 произошёл запуск первого спутника ГЛОНАСС. GPS спутник запустили американские учёные в 1978г.

Указом Рональда Рейгана 1983г спутниковую навигационную систему GPS разрешили использовать гражданам. Первыми пользователями стала гражданская авиация. 1993г для американцев стал решающим – они запустили спутники в достаточном количестве. Система заработала болееменее устойчиво. Запуск системы ГЛОНАСС на полную мощность планировался в 1991г. Развал СССР привёл экономику в плачевное состояние, и проект пришлось отложить на неопределённое время.

2001 год ознаменовался реанимацией проекта ГЛОНАСС. Только мы немного опоздали, ведь мир использовал американскую систему GPS, китайскую систему КОМПАС и европейскую ГАЛИЛЕО. Было поставлено задачу: обеспечить глобальное покрытие ГЛОНАСС к 2009 году. Партнёром разработок выбрали Индию. Чтобы хоть как-то выделиться из всех существующих систем, возникла необходимость в системе, которая была бы способна к приёму сигналов всех существующих мировых спутников. Это могло б обеспечить максимальную точность и надёжность получаемых сигналов.

В июне 2009 система ГЛОНАСС владела 20 спутниками, но рабочих насчитывалось лишь 16. Чтобы полностью покрыть земной шар необходимо не менее 24 рабочих спутника. Американцами были запущены 32 спутника GPS. Они находились на средней орбите. Рабочие 24 спутника.

В 2005 году мировая популярность постигла автомобильных навигаторов. Первые экземпляры быстро разошлись и стали очень востребованными. Они работали с системой GPS. Первыми спутниковыми навигаторами, работающими с системой ГЛОНАСС, автолюбители познакомились в 2007 году. Выпуск пробной партии, которая принимала сигналы обеих систем, увенчался успехом. Смешанный тип навигационных систем получил такую популярность, что на данном этапе их выпуском занимается 10 копаний в России и 5 за рубежом.

Конечно, российским спутниковым навигаторам ещё далеко до совершенства. Они отстают от аналогов, работающих в GPS системе. И всё из-за отсутствия полного покрытия земного шара. Нужны ещё работающие спутники. Да и с навигационной точностью тоже проблемы. Зарубежные аналоги превосходят ГЛОНАСС в этом. Координаты в системе ГЛОНАСС определяются с точностью до 10 метров, в GPS системы диапазон от 5 до 15, а на американской земле вообще до 3 метров. В европейской системе координаты определяются с точностью от 1 до 3 м.

Не менее масштабной проблемой, постигшей разработчиков системы ГЛОНАСС, оказались отсутствующие цифровые карты в точном варианте. Среди технических недостатков стоит отметить массивность устройства – до 400г и внушительная антенна внешнего типа. Она очень неудобная в креплении. Кроме того, в автомобильной навигационной системе высокая степень энергоёмкости. Чтобы избежать быстрой разрядки аккумулятора, нужно отключить систему при отсутствии в ней надобности. Приёмник ГЛОНАСС наделён 12 каналами, тогда как приёмник GPS имеет их целых 20. Мешает конкурентоспособности автомобильной навигационной системе ГЛОНАСС высокая стоимость устройств. У американского навигатора цена от 60 до 100 долларов, а у российского навигатора стоимость в 8000 руб.

Каадзе Анастасия Геннадьевна Ответственный редактор

Трекеры для мониторинга объектов на основе систем глобального позиционирования используются по большей части для контроля за транспортными средствами. Однако все чаще их стали применять для наблюдения за домашними животными и престарелыми людьми, отлучающимися из дома без сопровождения.

Где купить тахограф и сколько он стоит?

Контроль транспорта: технологии ГЛОНАСС и GPS для оптимизации транспортных расходов

Спутниковый мониторинг: обзор технологий, сферы применения

Читайте также: