Глонасс и gps — в чем разница? Что выбрать: российскую или американскую спутниковую навигацию

Разработки российской спутниковой навигационной системы, как и в случае с американским GPS, были начаты еще в 70-х годах прошлого века. ГЛОНАСС – это аббревиатура от «Гло бальная на вигационная с путниковая с истема». Если несколько лет назад основная доля ее упоминаний была связанна с запусками новых сателлитов на орбиту (как удачных, так и не очень) и шуток по этому поводу, то состоянием на конец 2015 года можно констатировать: ГЛОНАСС работает.

Первым смартфоном, поддерживающим навигационную систему ГЛОНАСС, стала российско-китайская модель «МТС 945», представленная в 2011 году. Он не получил популярности из-за слабой функциональности и завышенной стоимости. Другие производители не стали тянуть время, и начали сами встраивать в свои устройства приемники ГЛОНАСС. Поддержкой российской навигационной системы с 2011 года оснащаются многие продукты Apple, Samsung, Xiaomi, Lenovo, Nokia и другие.

Ситуацию значительно упростило то, что большинство производителей смартфонов не занимаются разработкой и производством чипсетов, радиомодулей и других высокотехнологичных узлов, а закупают готовые чипы у таких гигантов, как Qualcomm, Samsung или Mediatek. Поэтому, когда очередной чипсет Exynos или Snapgragon обзаводится поддержкой ГЛОНАСС, все устройства, построенные на его базе, теоретически получают поддержку российской системы навигации.

Как проверить поддержку ГЛОНАСС

К сожалению, наличие теоретической поддержки не всегда означает таковую на практике. Не все спешат реализовывать потенциал железа своего продукта на все 100%. Нередко это делается для того, чтобы сильнее акцентировать разницу между бюджетными и более дорогими смартфонами, построенными на похожем железе. Поэтому узнать, поддерживает ли ваше устройство ГЛОНАСС – необходимо установить на смартфон бесплатную программу AndroiTS GPS Test Free. Она, как и следует из названия, предназначена для тестирования навигационных возможностей мобильной техники.

Запустив программу (при включенной в самом смартфоне навигации, разумеется) и будучи на открытом воздухе, вы можете наблюдать, как она находит навигационные спутники. Сателлиты американской GPS будут отмечены звездно-полосатым флагом США, а российской, соответственно, триколором. Конечно, на улицу можно и не выходить, но столь компактное устройство как смартфон, оснастить мощным приемником невозможно. Многие девайсы через толстые стены и перекрытия сигналы спутников ловит ну очень плохо.

Как пользоваться ГЛОНАСС

Для того, чтобы пользоваться ГЛОНАСС, никаких специальных действий производить не надо. Большинство навигационного программного обеспечения для смартфонов по умолчанию поддерживает работу с ним. Если такой софт в вашем девайсе установлен «из коробки» - при запуске он автоматически будет соединяться со спутниками и ГЛОНАСС, и GPS. Если программы для навигации на борту нет – можно скачать из «маркета» тот же GoogleMaps или «Яндекс.Карты».

Зачем это нужно

Покрытие спутников обеих навигационных систем сегодня хоть и отличается достаточной плотностью, обеспечить одинаково точное определение местоположения в разных точках планеты невозможно. В одних местах лучше ловит GPS, в других – ГЛОНАСС. Поддержание связи сразу с двумя системами позволяет уменьшить количество «мертвых зон», где уверенного приема одной из них нет.

Стоит отметить, что GPS более корректно определяет местоположение в умеренных и экваториальных широтах, где ГЛОНАСС не отличается высокой точностью. В то же время, российская навигационная система увереннее чувствует себя в северных регионах планеты. В любом случае, комбинация сигналов от обеих из них – это однозначно плюс.

Необходимость определения своего местоположения, а еще лучше точных географических координат, во все времена была первоочередной задачей мореплавателей, путешественников и военных. Именно для решения военных задач во второй половине 20 века и была задумана глобальная навигационная система. Зародилась идея в США, где уже в 1964 году появилась первая позиционирования, предназначенная для военных целей. В СССР своя система определения местоположения была запущена в 1967 году.

Первые системы были очень несовершенны, точность определения координат была слабой, навигационные спутники часто выходили из строя и свое местоположение можно было узнать примерно раз в 2 часа. Но сама идея была прорывной, и именно на этих первых системах отрабатывалось и доводилось до ума то, что сегодня мы называем навигационной системой определения местоположения. Давайте разберемся, как же работает спутниковая система навигации.

Как работают навигационные системы GPS и ГЛОНАСС

Физические принципы работы навигационной системы

Общий алгоритм работы системы GPS и ГЛОНАСС

1. Основная идея;
2. Определение расстояния до спутников;
3. Синхронизация по времени;
4. Определение положения спутника на орбите;
5. Корректировка погрешностей.

Основная идея

С появлением искусственных спутников Земли и установкой на них передатчиков радиосигнала гигагерцовой частоты, появилась возможность принимать от них этот сигнал над достаточно обширной территорией. Если измерить точное расстояние до 3-х спутников, то при совмещении 3-х сфер, радиус которых и есть расстояние до спутников, они пересекутся в единственной точке, которая и будет вашим местоположением. Дальнейшие расчеты показали, что для гарантированного наблюдения 3-х спутников с территории любой точки Земли, необходимо запустить 18 передатчиков. А для дополнительного определения положения над поверхностью Земли и точной корректировки времени необходимы данные еще с одного спутника. Соответственно 24 спутника будет достаточно для полного определения координат в любой точке земного шара.

Ударная сила №115: «Космический навигатор»

Определение расстояния до спутников

Из школы мы знаем, что для определения расстояния необходимо скорость объекта умножить на время. Соответственно, зная скорость распространения сигнала, а в вакууме это скорость света, и время его прохождения можно легко рассчитать путь, те есть расстояние до спутника. Чтобы определить промежуток времени необходимо знать точное время подачи и приема сигнала. Для этого на спутнике устанавливаются очень точные атомные часы, и время подачи сигнала записывается и передается отдельным пакетом данных.

На земле навигационный приемник, принимая сигнал, засекает время приема и отнимает от него полученное отдельно время подачи сигнала. Полученный отрезок времени и будет временем прохождения сигнала от спутника до приемника. После умножения данного временного отрезка на скорость света и получится искомое расстояние до спутника.

Система GPS слежения

Синхронизация по времени

Итак, для определения местоположения теоретически необходимо провести измерения расстояний до трех любых спутников. Но в бытовых приемниках навигационных сигналов стоят обычные кварцевые часы, имеющие определенную погрешность. Поэтому для того, чтобы на практике правильно определить местоположение необходимо произвести еще одно измерение до четвертого спутника. Имея четыре измерения расстояний можно с помощью специально созданной компьютерной программы синхронизировать время спутников со временем приемника и определить точное местоположение.

Определение положения спутника на орбите

При проведении расчетов очень важно знать точное место спутника в момент подачи радиосигнала. С помощью компьютеров производится расчет точного положения спутника на орбите через заданные очень маленькие промежутки времени. Эта информация заноситься в память компьютера установленного на спутнике и передается в излучаемом им сигнале.

Корректировка погрешностей

• При любых измерениях существует вероятность ошибок . Источниками ошибок в нашем случае являются преимущественно два фактора: погрешности измерения времени и прохождения радиосигнала через ионосферу Земли.
• Погрешности при измерении времени будут всегда . Просто невозможно сделать часы, сохраняющие точность на протяжении всего времени эксплуатации – все равно понадобиться корректировка набегающей погрешности измерения.
• Еще одно узкое место при расчете расстояния – наличие у Земли ионосферы. Через ионосферу по законам физики радиосигнал не может распространяться со скоростью света, поэтому формула определения пути на этом участке будет рассчитываться неправильно.
• Для того чтобы минимизировать влияние этих факторов вводят так называемые корректировочные коэффициенты , с помощью которых удается значительно улучшить точность вычисления местоположения.

Существующие навигационные системы

В настоящее время есть всего две полностью глобальные системы – GPS и ГЛОНАСС. Физические принципы работы их полностью идентичны, а системы различаются только высотой орбит эшелонов спутников и частотами используемых радиосигналов, кроме того обе системы оснащены дополнительным более точным кодированным радиосигналом используемым только для военных целей. Навигационная система – это комплекс высокотехнологичных, дорогих и очень сложных в обслуживании устройств, располагают которыми пока только США и Россия.

Многие автовладельцы используют навигаторы в своих автомобилях. При этом некоторые из них не знают о существовании двух различных спутниковых систем – российской ГЛОНАСС и американской GPS. Из этой статьи вы узнаете, в чем же их отличия и какой следует отдать предпочтение.

Как работает навигационная система

Навигационная система в основном используется для того, чтобы определить местоположение объекта (в данном случае автомобиля) и скорость его движения. Иногда от неё требуется и определение некоторых других параметров, например, высоты над уровнем моря.

Вычисляет она эти параметры, устанавливая расстояние между самим навигатором и каждым из нескольких спутников, расположенных на земной орбите. Как правило, для эффективной работы системы необходима синхронизация с четырьмя спутниками. По изменению этих расстояний она и определяет координаты объекта и другие характеристики движения. Спутники ГЛОНАСС не синхронизируются с вращением Земли, из-за чего обеспечивается их стабильность на большом промежутке времени.

Видео: ГлоНаСС vs GPS

Что лучше ГЛОНАСС или GPS и в чем их разница

Системы навигации в первую очередь предполагали их использование в военных целях, и только потом стали доступны для обычных граждан. Очевидно, что военным необходимо использовать разработки своего государства, потому что иностранная система навигации может быть отключена властями этой страны в случае возникновения конфликтной ситуации. Более того, в России призывают использовать систему ГЛОНАСС и в повседневной жизни военным и государственным служащим.

В повседневной жизни обычному автомобилисту и вовсе не стоит переживать по поводу выбора навигационной системы. И ГЛОНАСС, и обеспечивают качество навигации, достаточное для использования в житейских целях. На северных территориях России и других государств, расположенных в северных широтах, спутники ГЛОНАСС работают эффективнее, из-за того, что их траектории передвижения находятся выше над Землей. То есть в Заполярье, в скандинавских странах ГЛОНАСС эффективнее и это признали шведы еще в 2011 году. В других регионах GPS немного точнее ГЛОНАСС в определение местоположения. По данным Российской системы дифференциальной коррекции и мониторинга ошибки GPS составляли от 2 до 8 метров, ошибки ГЛОНАСС от 4 до 8 метров. Но GPS, чтобы определить местоположение нужно поймать от 6 до 11 спутников, ГЛОНАСС хватит 6-7 спутников.

Также следует учесть, что система GPS появилась на 8 лет раньше и ушла в солидный отрыв в 90-ые года. И за последнее десятилетие ГЛОНАСС этот отрыв сократила почти полностью, а к 2020 году разработчики обещают, что ГЛОНАСС не будет ни в чем уступать GPS.

На большинство современных устанавливается комбинированная система, которая поддерживает как российскую спутниковую систему, так и американскую. Именно такие устройства являются наиболее точными и обладают самой низкой ошибкой в определении координат автомобиля. Также возрастает и стабильность принимаемых сигналов, ведь такой аппарат может «увидеть» больше спутников. С другой стороны, цены на такие навигаторы намного выше односистемных аналогов. Оно и понятно – в них встраиваются два чипа, способные принимать сигналы от каждого типа спутников.

Видео: тест GPS и GPS+ГЛОНАСС приемников Redpower CarPad3

Таким образом, наиболее точными и надежными навигаторами являются двухсистемные устройства. Однако их преимущества связаны с одним существенным недостатком – стоимостью. Поэтому при выборе нужно подумать – а нужна ли настолько высокая точность в условиях каждодневного использования? Также для простого автолюбителя не очень важно, какой навигационной системой пользоваться – российской или американской. Ни GPS, ни ГЛОНАСС не дадут вам заблудиться и доставят к желаемому месту назначения.

Система ГЛОНАСС мониторинга является современным инструментом, который позволяет оптимизировать затраты и ведение бизнеса с использованием автомобильного парка.

В России была развернута система спутниковой навигации и мониторинга ГЛОНАСС отечественной разработки, которая может быть установлена даже на . Многие автомобилисты до сих пор не знают, что такое ГЛОНАСС в автомобиле, как она работает, и в чем заключаются преимущества этой системы. В данной статье мы расскажем, как работает система ГЛОНАСС мониторинга в автомобиле.

Что собой представляет система ГЛОНАСС

Система ГЛОНАСС мониторинга является современным инструментом, который позволяет оптимизировать затраты и ведение бизнеса с использованием автомобильного парка. Система ГЛОНАСС выгодна тем, что ее оборудование дешевле системы GPS, и цена на него постоянно снижается. На фоне массового применения систем навигации в автомобилях, это будет лучшим предложением на рынке.

На данное время бизнес проводит мониторинг и контроль перемещения своего автомобильного транспорта с помощью глобальных систем спутников и различного оборудования спецназначения. Для такого мониторинга на каждый автомобиль компании или частного лица следует установить систему спутникового мониторинга с приемником ГЛОНАСС.

К преимуществам системы мониторинга и слежения ГЛОНАСС можно отнести следующее:

— контроль скоростного режима автомобиля с помощью автомобильного трекера;

— контроль за перемещением, обеспечиваемый маячком ГЛОНАСС;

— контроль режима работы и времени на отдых с помощью тахографа;

— наличие тревожной кнопки для безопасности водителя и перевозимого груза;

— контроль расхода топлива;

— обеспечение постоянной связи с водителем автомобильного транспорта.

По многим отзывам руководителей различных компаний, благодаря установке системы мониторинга ГЛОНАСС удается снизить расходы на обслуживания автомобильного парка: уменьшить расходы на топливо, сократить затрачиваемое время на работу, отсутствие возможности использования автомобиля в личных целях водителя, повысить дисциплину водителей и экспедиторов.

Система ГЛОНАСС является глобальной сетью. Ее работа основывается на использовании наземного и космического оборудования.

Принципы работы системы ГЛОНАСС в автомобиле

Раз уж ГЛОНАСС является российской альтернативой американской системе GPS, то и рассматривать принцип работы системы ГЛОНАСС нужно в сравнении с системой GPS.

Система ГЛОНАСС является глобальной сетью. Ее работа основывается на использовании наземного и космического оборудования. Изначально система ГЛОНАСС создавалась для нужд военных, но потом ее разработчики решили поставить программу на коммерческую основу. Если объяснять по-простому принципы работы системы ГЛОНАСС, то ее работа – это результат взаимодействия космических спутников, систем управления на земле и устройств в клиентских автомобилях (навигаторы, маячки, приемники, трекеры и т.д.).

Работу системы ГЛОНАСС обеспечивают 24 космических спутника. При этом, чтобы определить точные координаты клиентского устройства, достаточно подсоединиться только к четырем спутникам. Этого достаточно, чтобы установить точную широту, долготу, высоту и время. Все 24 спутника имеют такие орбиты, что любое клиентское устройство, находящееся в любой точке Земного шара всегда может подсоединиться к четырем или более космическим спутникам системы. Суть такого распознавания координат местоположения заключается в следующем. Устройство, допустим, навигатор ГЛОНАСС, получает от спутника информацию о местонахождении спутника, в котором указывается точное время. Приемник сигнала навигатора сравнивает время получения сообщения от спутника с временем отправки, тем самым определяя точное расстояние до спутника. Если данную процедуру произвести одновременно с четырьмя спутниками, то программа может точно определить местонахождение клиентского устройства в заданное время. Однако на практике, как обычно, у системы ГЛОНАСС тоже случаются ошибки, и она может указать место с погрешностью на 10, а то и 100 метров.

Причиной таких высоких погрешностей системы ГЛОНАСС является несовершенная геометрия космических спутников, под которой имеют в виду расположение космических спутников по отношению друг к другу. Если, допустим,приемное устройство подсоединиться к четырем спутникам, находящимся на одной стороне Земного шара (на востоке), то погрешность определения местонахождения может составить порядка 150 метров. Это происходит из-за однообразности принимаемых сигналов. Кроме того, сигнал, идущий от спутника, в пасмурную погоду или в мегаполисе может отражаться от туч или высотных зданий, а не идти напрямую, что тоже дает погрешность выдаваемых данных. Также погрешность в рассчитанных данных местоположения является платой за то, что военные поделились такой важной технологией с гражданскими структурами.

По многим отзывам руководителей различных компаний, благодаря установке системы мониторинга ГЛОНАСС удается снизить расходы на обслуживания автомобильного парка: уменьшить расходы на топливо, сократить затрачиваемое время на работу, отсутствие возможности использования автомобиля в личных целях водителя, повысить дисциплину водителей и экспедиторов.

Различия между системами ГЛОНАСС и GPS

Теперь рассмотрим принципы работы системы GPS, чтобы можно было их сравнить с российской системой ГЛОНАСС.

Система GPS также является глобальной системой позиционирования. Она была реализована на протяжении десяти лет – с 1983 по 1993 годы. Работа системы GPS – это результат взаимодействия:

— космической спутниковой группировки;

— наземных станций системы;

Пользовательской аппаратуры, которая принимает сигналы (навигаторы, маячки, приемники, трекеры и т.д.).

Главной особенностью системы мониторинга GPS является положение ее группы спутников. Всего у спутниковой группировки шесть плоскостей. В каждой из плоскости находится по четыре спутника. Все они вращаются по круговым орбитам. В итоге в любой точке Земного шара клиентское устройство может одновременно словить сигналы от 6 д о12 спутников.

Сравнение основных параметров двух спутниковых систем позиционирования ГЛОНАСС и GPS представлено в таблице ниже.

По результатам сравнения можно сделать вывод, что система GPS точнее системы ГЛОНАСС. Однако наша отечественная система ГЛОНАСС молодая, она развивается. В скором времени она догонит систему GPS по точности определения местоположения объектов с приемниками сигналов. Чтобы купить автомобиль с системой ГЛОНАСС, вам нужно его зарегистрировать. Об этом .

Что GPS предназначены для одной и то же цели — определить время и место с максимальной точностью. И по сути — это одно и тоже, только созданы были в разных странах. Углубимся в историю…

Идея создания спутниковой навигации родилась ещё в 50-е годы. Суть ее заключалась в том, что, если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты.

Реализована эта идея была через 20 лет. Первый тестовый спутник был выведен на орбиту 14 июля 1974 года США, а последний из всех 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г., таким образом, встала на вооружение. Стало возможным использовать GPS для точного наведения ракет на неподвижные, а затем и на подвижные объекты в воздухе и на земле.

В СССР тогда немного задержались и начали создавать систему ГЛОНАСС только спустя 8 лет — в 1982, 12 октября был выведен первый ГЛОНАСС спутник. Несмотря на такое опоздание, система окончательно вышла на рабочий режим в 1995 году, чуть позже американцев. Вследствие недостаточного финансирования, а также из-за малого срока службы, число работающих спутников сократилось к 2001 году до 6. Но сейчас, благодаря Владимиру Владимировичу Путину, орбитальная группировка спутников ГЛОНАСС практически полностью восстановлена.

Так, спутники есть, что происходит дальше? А дальше сигнал, который излучают спутники, принимается устройством, например, навигатором в Вашем автомобиле. Для того, чтобы приемник смог точно определить свое местоположение, ему необходимо «выловить» на небосводе не менее 4-х спутников. Почему 4? Здесь немного геометрии. Представим шар, это будет наша планета. Теперь точку на расстоянии от искомого шарика — это наш спутник. По спутниковому сигналу приемник определяет точное расстояние до спутника (только расстояние, не более того). Теперь представим, какую форму примет то множество точек на шарике, которые находятся на заданном расстоянии от точки? Верно, это будет круг! То есть, если будет всего один спутник, то мы увидим кучу вероятных месторасположений в виде пояса на планете. Это нам ни к чему.

Добавим второй спутник, то есть вторую точку под углом в 120 градусов (это угол между орбитами спутников ГЛОНАСС, три орбиты — 360, то есть весь круг, в GPS — 6 орбит, угол 60). Добавили? Отлично, снова получили расстояние до спутника, то есть еще один круг, при наложении на первый круг мы получим две общие точки, там, где круги пересеклись. Уже лучше, но все равно недостаточно.

Ставим третий спутник, получаем расстояние, еще круг и… Ура! Мы получили ту самую искомую точку на плоскости. Но, позвольте, а зачем нам четвертый спутник? А с четвертого мы получим точное время, по которому вычислим географическое положение трех первых спутников и, соответственно, узнаем точные координаты нашего приемника, то есть нас.

Надеюсь, не слишком мудреное описание. Если не совсем понятно, советую взять теннисный мячик и 3 резинки для волос. Положите их на мячик и поэкспериментируйте, попробуйте передвинуть одну из резинок, в общем, этот нехитрый прием поможет Вам своими руками создать систему навигации и понять, как она работает, пусть и на теннисном мячике.

Итак, с развитием систем, историей и принципом работы вроде разобрались. Теперь ответим на изначальный вопрос — что GPS, что ГЛОНАСС — это система спутников, которые предназначены для точного определения географических координат и точного времени. GPS, иначе ее называют NAVSTAR — американская группировка спутников, ГЛОНАСС — российская. мы рассмотрим различные устройства для работы с этими системами и прочие интересные моменты.