В последние годы спутниковая навигация стала доступной практически каждому владельцу устройства, оснащённого приёмником, способным обрабатывать сигналы со спутников (смартфон, планшет, навигатор, даже видеорегистратор).
Такой приёмник принято называть модулем ГНСС - от сокращения «глобальная навигационная спутниковая система». Ещё в обиходе встречается понятие GPS-приёмник, от наименования самой известной навигационной системы.
Что такое ГНСС?
ГНСС — это обобщённое понятие, включающее в себя орбитальные группировки искусственных спутников Земли, наземные станции управления и контроля, а также пользовательское оборудование — навигаторы, смартфоны, трекеры и другие устройства.
Сегодня существует несколько независимых навигационных систем: GPS (США),
ГЛОНАСС (Россия),
Galileo (ЕС) и
BeiDou (Китай)
и другие.
Большинство современных приёмников поддерживает работу сразу с несколькими системами, что повышает точность и надёжность определения координат.
Многие совершенно не понимают как это работает, и часто можно встретить утверждение, что навигаторы выдают координаты, что на СВО спутников нет (https://vk.com/wall-216821177_1301). Поэтому для начала ответим на вопрос - как работает спутниковая навигация?
Вокруг Земли обращаются множество навигационных спутников. Каждый из них непрерывно передаёт данные о своём состоянии:
- точное время,
- собственные координаты на орбите,
- техническую информацию и параметры орбит.
Устройство с модулем ГНСС принимает эти сигналы и сравнивает время отправки с временем получения.
Поскольку радиоволны распространяются со скоростью света, навигатор может вычислить расстояние до спутника.
Навигатор ничего у спутников не запрашивает и не отправляет.
Для определения координат одного спутника недостаточно: по его сигналу можно определить лишь расстояние до него — то есть, что устройство находится где-то на поверхности сферы определённого радиуса (рис 1).
Два спутника дают пересечение двух сфер - это уже эллипс (рис 2).
Три спутника позволяют определить точное положение на местности: широту и долготу - метод трилатерации (рис 3).
Однако для точного определения положения требуется ещё один параметр - время. Нельзя сразу получив местоположение выдвигаться, нужно дождаться приёма максимального количества спутников.
Чем больше спутников одновременно «видит» устройство, тем выше точность позиционирования. В идеальных условиях (открытое небо, множество спутников, многосистемный приёмник).