Введение
Современный мир невозможно представить без навигационных технологий. Когда вы пользуетесь Яндекс.Картами, играете в Pokémon Go или даже просто отмечаете геопозицию в соцсетях - всё это работает благодаря системам позиционирования.
Эти системы делятся на:
- Глобальные (GNSS - Global Navigation Satellite System) - работают по всей планете
- Локальные (LPS - Local Positioning Systems) - работают в ограниченном пространстве
1. Глобальные системы позиционирования
1.1. GPS (Global Positioning System - Глобальная система позиционирования)
Ключевые особенности:
- Разработана Министерством обороны США
- Полностью открыта для гражданского использования с 2000 года
- Состоит из 32 спутников (24 основных + 8 резервных)
1.2. ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система)
История создания
Советский период:
- 1976 г. - начало разработки системы
- 12 октября 1982 г. - запуск первого спутника "Ураган"
- 1991 г. - система достигла операционной готовности (24 спутника)
Постсоветский период:
- 1995 г. - развёрнута полная орбитальная группировка
- 2001 г. - принята федеральная программа восстановления системы
- 2011 г. - достигнуто глобальное покрытие
Орбитальная структура:
- 24 спутника (21 основной + 3 резервных)
- 3 орбитальные плоскости (по 8 спутников в каждой)
- Высота орбиты: 19 100 км
- Наклонение: 64,8°
На 2024 год:
- 26 спутников на орбите (24 "Глонасс-М" + 2 "Глонасс-К")
- Срок службы спутников: 7-10 лет
- Планируется запуск новых "Глонасс-К2" (с 2024 года)
Особенности работы:
- Лучшая работоспособность в высоких широтах
- Интеграция с системой дифференциальной коррекции SDCM
- Совместимость с GPS и Galileo
Применение ГЛОНАСС
Гражданские применения:
- Транспортные навигаторы
- Мониторинг грузоперевозок
- Геодезические работы
- Сельское хозяйство (точное земледелие)
- Поисково-спасательные операции
Военные применения:
- Наведение высокоточного оружия
- Координация войск
- Навигация военной техники
Планы до 2030 года:
- Запуск спутников нового поколения "Глонасс-К2"
- Увеличение точности до 0,6 м
- Внедрение CDMA-сигналов (совместимость с GPS)
- Развитие наземной инфраструктуры
Технические улучшения:
- Новые атомные часы
- Увеличенный срок службы (до 12 лет)
- Улучшенная защита от помех
Интересные факты
- Название "Глонасс" изначально было аббревиатурой, но сейчас стало именем собственным
- Каждый спутник имеет массу около 1,5 тонн
- Система потребляет около 2,5 МВт энергии
- Для полного покрытия Земли достаточно 18 работающих спутников
- Точность в Арктике выше, чем у GPS
1.3. Другие глобальные системы
- Galileo (Европейский Союз) - первая полностью гражданская система
- BeiDou (кит. 北斗 - "Северный Ковш", название созвездия Большая Медведица)
- IRNSS/NavIC (Индия) хинди भारतीय क्षेत्रीय नौवहन उपग्रह प्रणाली Indian Regional Navigation Satellite System/Navigation with Indian Constellation (Индийская региональная спутниковая система навигации
- QZSS (Япония) Quasi-Zenith Satellite System (Квази-зенитная спутниковая система)
2. Локальные системы позиционирования
2.1. Wi-Fi Positioning System (WPS)
Технические подробности:
- Использует RSSI (Received Signal Strength Indicator - индикатор силы принимаемого сигнала)
- Точность сильно зависит от плотности точек доступа
2.2. UWB (Ultra-Wideband - Сверхширокополосная связь)
Принцип работы:
Вместо измерения силы сигнала (как Wi-Fi) использует время прохождения сигнала (ToF - Time of Flight), что даёт большую точность.
2.3. RFID (Radio Frequency Identification - Радиочастотная идентификация)
Любопытный факт:
Первые аналоги RFID использовались ещё во Второй мировой войне для опознавания "свой-чужой" в авиации.
3. Сравнительная таблица
4. Практическое применение
Беспилотные автомобили, склад с роботами, человек с фитнес-трекером.
Неожиданные сферы использования:
- Сельское хозяйство (точное земледелие)
- Археология (геопривязка находок)
- Спорт (анализ перемещений игроков)
5. Будущее технологий
Перспективные направления:
- Квантовые гироскопы (работают без спутников)
- Навигация по пульсарам (для межпланетных перелётов)
- 5G-позиционирование (новый стандарт связи)