Компоненти та функції сучасних транспортно-навігаційних глобальних інформаційних систем ГІС. Супутникові радіонавігаційні системи СРНС для менеджменту (стр. 2 из 3)
Наведемо приклад цієї апаратури.
Мінімальна конфігурація мобільної системи картографування (МСК) складається з трьох блоків (рис.2.1): інтегрованої навігаційної платформи, стереофотограмметричної системи та блоку управління.
Рис.2.1.
Інтегрована навігаційна платформа забезпечує визначення глобальних координат МСК і складається з GPS-приймача та інтегрованої навігаційної системи (INS). Останнім часом GPS-координування рухомих транспортних засобів при мобільному картографуванні виконують в диференціальному режимі (DGPS) з наступним постпроцесорним обробленням або в кінематичному режимі реального часу (Real Time Kinematics – RTK), що крім встановлення базової станції GPS вимагає організації зв'язку для передачі диференційної поправки на рухомий об'єкт. Використання такої інтегрованої платформи має багато переваг.
Стереофотограмметрична система оснащується кількома парами кольорових цифрових відеокамер (CCD-камери). Зазвичай одна пара камер орієнтується вперед по напрямку руху, інша пара камер – праворуч. Таким чином, під час руху МСК забезпечується автоматизоване стереофотограмметричне знімання об'єктів дорожньої інфраструктури. Очевидно, що знімання всіх об'єктів дорожньої інфраструктури мобільною системою картографування можливе, якщо виконати його в прямому та зворотному напрямках. Таке стереофотограмметричне знімання достатнє для визначення просторових XYZ_координат.
Блок управління мобільної системи картографування записує DGPS -вимірювання та стереопари зображень, виконаних CCD_камерами, формує базу цифрових знімків для подальшої обробки.
У табл. 2.1. приведені фірми виробники, тип і ТТХ апаратури користувачів США, РФ, України.
Потреба в оперативній високоточній навігації сухопутних, морських, повітряних об'єктів обумовила створення в 80-90-ті роки середньоорбітальних СРНС GPS "NAVSTAR" у США і ГЛОНАСС в Росії.
Основне призначення супутникових радіонавігаційних систем другого покоління - глобальна, оперативна навігація сухопутних, морських, повітряних об'єктів, забезпечення можливості в будь-якій точці земної поверхні, у будь-який час року і доби, за будь-якої погоди визначити (уточнити) параметри рухомого об'єкту - три координати і три складові вектора швидкості.
Принципи побудови СРНС "NAVSTAR" (США) і ГЛОНАСС (Росія) в загальних рисах ідентичні, але відрізняються технічним виконанням підсистем. Апаратура користувачів випускається в кількості сотень найменувань десятками фірм різних країн. Глобальна супутникова система позиціювання "Навстар" (NAVSTAR – Navigation Satellite Providing Time And Range) або коротко – GPS (Global Positioning System) дозволяє оперативно визначати координати місцеположення рухомих об'єктів практично в будь_якій точці земної кулі та в будь_який час, а геоінформаційні системи (ГІС) забезпечують відображення місцезнаходження об'єктів на електронних картах, моделювання та планування транспортних потоків, моніторинг стану транспортних систем в просторі та часі.
В автономному режимі (коли апаратура користувачів приймає тільки сигнали від супутників робочого сузір'я) можна виділити два рівні точності:
а) відкритий канал (S/А - код) для цивільних користувачів (з навмисним пониженням точності НІ) - 100м ( 
,GPS);
б) закритий канал (Р - код) для військових користувачів - 16м ( 
). Зазначимо, що в системі ГЛОНАСС точність відкритого каналу в 2.5 рази вище, ніж в GPS.
Вказаний ряд точності відноситься лише до апаратури користувачів навігаційного призначення. АК геодезичного призначення здатна визначати прямокутні координати точки на земній поверхні з похибками в межах від кількох метрів до кількох міліметрів.
Таблиця 2.1
Тактико-технічні характеристики супутникових радіонавігаційних систем
| Фірма, найменування апаратури | Тип АК, призначення | Тип сигналу коди | Кількість каналів | Похибка, м |
| 1. Rockwell Collins | ТТI-5, військова, цивільна | Р-код С/А-код | 5 1 | 15(СВП) 25(СВП) |
| 2. Texas Instruments | TI-4100, військова, цивільна | Р-код С/А-код | 1 1 | 14(СВП) 5(Диф. Реж.) |
| 3. EDO | Для навігації суден | Р-код С/А-код | 1 1 | 20(КВП) |
| 4. Rockwell Collins | Військова, цивільна | Р-код С/А-код | 1 1 | 15(СВП) 25(СВП) |
| 5. Російський інститут навігації і часу | IТ-129 | С/А-код ПТ-код | 4 1 | 30(СВП) 1-5 в диф. режимі |
| 6. Завод радіоприладів "Орізон-Навігація" (м. Сміла) | СН3001 військова | ПТ-код | 1 | 30(СКП) 1-5 в диф. режимі |
| 7. ГЛОНАСС, Роскосмос | Військова, цивільна | Р-кодС/А-код | 4 | 20(СВП) 1-5 в диф. режимі |
Російська система ГЛОНАСС відстає від американської лише в деяких сегментах. Можна говорити, що від російської системи відстають європейці із системою "Галілео", її створення затяглося на вісім років. Ще більше відстають у цій області китайці. Російська система ГЛОНАСС росте і вже працює не тільки на території Росії, але і за межами, що довели останні перельоти в Антарктиду, що виконувалися з використанням системи ГЛОНАСС. ГЛОНАСС довів, що система працює в Південній Африці й Антарктиді.
На сьогоднішній день у складі угруповання ГЛОНАСС знаходяться 18 космічних апаратів. З них 14 використовуються по цільовому призначенню, а чотири знаходяться на техобслуговуванні.
ГЛОНАСС (глобальна навігаційна супутникова система) - система подвійного призначення, що забезпечує рішення задач в інтересах Міноборони РФ і цивільних споживачів. Орбітальне угруповання ГЛОНАСС призначене для надання послуг супутникової навігації необмеженому числу вітчизняних і закордонних користувачів наземного, морського, повітряного і космічного базування. Завдяки ГЛОНАСС за допомогою портативних супутникових приборів-навігаторів можна буде визначати місце розташування, швидкість рух об'єктів і людей з точністю до метра. У травні 2007 року Президент Росії Володимир Путин підписав Указ "Про використання глобальної навігаційної супутникової системи ГЛОНАСС в інтересах соціально-економічного розвитку Російської Федерації".
Відповідно до документа, доступ до цивільних навігаційних сигналів системи ГЛОНАСС повинний бути наданий "російським і іноземним споживачам на безоплатній основі і без обмежень". Для забезпечення безпеки Росії апаратура супутникової навігації, що здобувається для нестатків федеральних органів виконавчої влади РФ і підвідомчих їм організацій, повинна функціонувати з використанням сигналів системи ГЛОНАСС. Органам виконавчої влади суб'єктів РФ, органам місцевого самоврядування муніципальних утворень і організаціям незалежно від їхньої організаційно-правової форми рекомендовано застосовувати апаратуру супутникової навігації, що функціонує з використанням сигналів системи ГЛОНАСС.
25 грудня 2007 року з Байконуру були запущені ще 3 космічних апарати системи ГЛОНАСС. Таким чином, їхня загальна кількість на орбіті досягла 18. Саме така кількість супутників було потрібно для покриття системою ГЛОНАСС усієї території Росії. До кінця 2009 року на орбіті, як передбачається, будуть працювати 24 супутника ГЛОНАСС, і тоді її послугами можна буде скористатися по усьому світі.
Функціональні доповнення системи ГЛОНАСС включають системи моніторингу, системи диференціальної корекції і так називані беззапитальні технології.
Згідно новим ТТХ ГЛОНАСС, системи моніторингу забезпечують можливість, протягом 10 секунд розпізнати ознаки невірогідності даних, що надходять від маяку апарата, з яким відбулися якісь неполадки.
А диференціальні коригувальні станції і системи на їхній основі, дозволяють одержувати підвищену - сантиметрову чи міліметрову - точність, що необхідна для моніторингу інженерних споруджень, веж, мостів, залізниць. Це забезпечує десятикратне зростання продуктивності праці в деяких галузях, а також можливість використання фахівців не найвищої кваліфікації.
Підвищення точності сигналу забезпечують також нові сучасні без запитальні технології керування КА.
Такі системи уже вводяться в наземну інфраструктуру ГЛОНАСС. Зокрема, за рік удалося забезпечити дворазове збільшення точності сигналів. Для різних споживачів потрібні різні якості системи - комусь важлива приступність, комусь цілісність, комусь підвищена точність. Усе це забезпечують надлишкова кількість апаратів в угрупованні і функціональні доповнення.
Сьогодні точносні параметри ГЛОНАСС трохи грубіше, ніж у GPS США. Але, по-перше, у системи ГЛОНАСС менше апаратів - 18, а не 30, як в орбітальному угрупованні GPS США. По-друге, у системи ГЛОНАСС менш розвинуті наземні засоби.
Наприкінці 2007 року в систему ГЛОНАСС була введена без запитальна технологія роботи з апаратами - не через керуючий центр, а по окремим станціям. У два рази підвищилася точність. В даний час погрішність системи ГЛОНАСС у плані складає 14 метрів, а по вертикалі - 21 метр при імовірності 95%.
Поетапна реалізація ФЦП повинна наблизити до 2011 року ГЛОНАСС до американського GPS.
Разом з тим ГЛОНАСС має масу переваг. Це, по-перше, частотний поділ сигналів, що є тільки в системі ГЛОНАСС. По-друге, ближче до полюсів російські супутники краще видні - висота орбіти 19100 км, що нижче, чим в американців на 900 км (20000 км) , з нахилом 3-х орбітальних площин 64,80.