Найти в Дзене
СпецКурс
446 подписчиков

Т8 Глобальные и локальные системы позиционирования

481
3 мин
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: 1.1. GPS (Global Positioning System - Глобальная система позиционирования) Ключевые особенности: 1.2. ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) История создания Советский период: Постсоветский период: Орбитальная структура: На 2024 год: Особенности работы: Применение ГЛОНАСС Гражданские применения: Военные применения: Планы до 2030 года: Технические улучшения: Интересные факты 1.3. Другие глобальные системы 2.1. Wi-Fi Positioning System (WPS) Технические подробности: 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
Оглавление

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

-2

1.1. GPS (Global Positioning System - Глобальная система позиционирования)

-3

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)

-4

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:

  1. Транспортные навигаторы
  2. Мониторинг грузоперевозок
  3. Геодезические работы
  4. Сельское хозяйство (точное земледелие)
  5. 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

  1. Название "Глонасс" изначально было аббревиатурой, но сейчас стало именем собственным
  2. Каждый спутник имеет массу около 1,5 тонн
  3. Система потребляет около 2,5 МВт энергии
  4. Для полного покрытия Земли достаточно 18 работающих спутников
  5. Точность в Арктике выше, чем у GPS

1.3. Другие глобальные системы

-5
  • 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

-6

2.1. Wi-Fi Positioning System (WPS)

-7
-8

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)

-9

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)

-10

Любопытный факт:
Первые аналоги RFID использовались ещё во Второй мировой войне для опознавания "свой-чужой" в авиации.

3. Сравнительная таблица

-11

4. Практическое применение

-12

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

-13

Перспективные направления:

  • Квантовые гироскопы (работают без спутников)
  • Навигация по пульсарам (для межпланетных перелётов)
  • 5G-позиционирование (новый стандарт связи)
2