A GLONASS rendszer a legnagyobb navigációs rendszer, amely lehetővé teszi a különböző objektumok helyzetének nyomon követését. Az 1982-ben indult projekt a mai napig aktívan fejlődik és javul. Sőt, mind a GLONASS technikai támogatásán, mind pedig azon infrastruktúrán folyik a munka, amely lehetővé teszi, hogy egyre többen használják a rendszert. Tehát, ha a komplexum fennállásának első éveiben a műholdakon keresztüli navigációt főként katonai problémák megoldására használták, mára a GLONASS egy technológiai helymeghatározó eszköz, amely civil felhasználók millióinak életében vált kötelezővé.
Globális műholdas navigációs rendszerek
A globális műholdas helymeghatározási projektek megvalósításának technológiai összetettsége miatt ma már csak két rendszer felel meg ennek a névnek – a GLONASS és a GPS. Az első az orosz, a második pedig az amerikai fejlesztők gyümölcse. Technikai szempontból a GLONASS egy speciális hardver komplexum, amely mind a pályán, mind a földön található.
A műholdakkal való kommunikációhoz speciális érzékelőket és vevőket használnak, amelyek jeleket olvasnak éshelyadatokat generál belőlük. Az időparaméterek kiszámításához speciális atomórákat használnak. Egy tárgy helyzetének meghatározására szolgálnak, figyelembe véve a rádióhullámok sugárzását és feldolgozását. A hibák csökkentése lehetővé teszi a pozicionálási paraméterek megbízhatóbb kiszámítását.
Műholdas navigációs funkciók
A globális műholdas navigációs rendszerek feladatai közé tartozik a földi objektumok pontos helyének meghatározása. A földrajzi elhelyezkedés mellett a globális navigációs műholdrendszerek lehetővé teszik az idő, az útvonal, a sebesség és egyéb paraméterek figyelembevételét. Ezeket a feladatokat a Föld felszíne felett különböző pontokon elhelyezett műholdakon keresztül hajtják végre.
A globális navigáció alkalmazását nem csak a közlekedési ágazatban használják. A műholdak segítséget nyújtanak a keresési és mentési műveletekben, a geodéziai és építési munkákban, valamint más űrállomások és járművek koordinálásában és karbantartásában. A hadiipar sem marad a GPS-rendszer támogatása nélkül. Az ilyen célokra szolgáló GLONASS navigátor biztonságos jelet biztosít, amelyet kifejezetten a Honvédelmi Minisztérium engedélyezett felszereléseihez terveztek.
GLONASS rendszer
A rendszer csak 2010-ben kezdte meg a teljes értékű munkát, bár a komplexum aktív üzembe helyezésére 1995 óta történtek kísérletek. A problémák sok tekintetben a használt műholdak alacsony tartósságával függtek össze.
Jelenleg a GLONASS 24 műhold, amelyek a pálya különböző pontjain működnek. ÁltalábanA navigációs infrastruktúra három komponenssel reprezentálható: űrhajó, vezérlőkomplexum (a pályán konstellációvezérlést biztosít), valamint a felhasználói navigációs hardver.
24 műhold, amelyek mindegyikének megvan a maga állandó magassága, több kategóriába sorolhatók. Minden féltekén 12 műhold található. A műholdpályák segítségével a földfelszín felett egy rácsot alakítanak ki, melynek jelei révén meghatározzák a pontos koordinátákat. Ezenkívül a műholdas GLONASS számos biztonsági mentési lehetőséggel rendelkezik. Mindegyik a saját pályáján van, és nem tétlenkedik. Feladataik közé tartozik a lefedettség kiterjesztése egy adott régióra és a meghibásodott műholdak cseréje.
GPS rendszer
A GLONASS amerikai analógja a GPS-rendszer, amely szintén az 1980-as években kezdte meg működését, de csak 2000 óta tette lehetővé a koordináták pontos meghatározását a fogyasztók körében történő széles körű elterjedésében. A GPS műholdak a mai napig 2-3 m-es pontosságot garantálnak. A navigációs képességek fejlesztésének késése régóta a mesterséges helymeghatározási korlátok következménye. Ennek ellenére eltávolításuk lehetővé tette a koordináták maximális pontosságú meghatározását. Még akkor is, ha miniatűr vevőkkel szinkronizáljuk, a GLONASS-nak megfelelő eredmény érhető el.
Különbségek a GLONASS és a GPS között
Több különbség van a navigációs rendszerek között. Különösen a karakterben van különbségműholdak elrendezése és mozgása a pályán. A GLONASS komplexumban három síkon mozognak (mindegyikhez nyolc műhold), a GPS-rendszer pedig hat síkban (síkonként körülbelül négyen) biztosítja a munkát. Így az orosz rendszer szélesebb lefedettséget biztosít a földi területre, ami a nagyobb pontosságban is megmutatkozik. A gyakorlatban azonban a hazai műholdak rövid távú „élete” nem teszi lehetővé a GLONASS rendszerben rejlő lehetőségek teljes kihasználását. A GPS viszont nagy pontosságot tart fenn a redundáns műholdak száma miatt. Ennek ellenére az orosz komplexum rendszeresen bemutat új műholdakat, célzott felhasználásra és tartalék támogatásként egyaránt.
Továbbá különböző jelkódolási módszereket alkalmaznak – az amerikaiak a CDMA kódot, a GLONASS-ban pedig az FDMA-t használják. A vevőkészülékek helymeghatározási adatainak kiszámításakor az orosz műholdrendszer bonyolultabb modellt biztosít. Ennek eredményeként a GLONASS használata nagy energiafogyasztást igényel, ami az eszközök méretében is megmutatkozik.
Mit tesz lehetővé a GLONASS képessége?
A rendszer alapvető feladatai közé tartozik a GLONASS műholdakkal kölcsönhatásba lépő objektumok koordinátáinak meghatározása. A GPS ebben az értelemben hasonló feladatokat lát el. Különösen a földi, tengeri és légi objektumok mozgásának paramétereit számítják ki. A megfelelő navigátorral felszerelt jármű néhány másodperc alatt képes kiszámítani saját mozgásának jellemzőit.
Használat közbena globális navigáció már kötelezővé vált bizonyos közlekedési kategóriák esetében. Ha a 2000-es években a műholdas helymeghatározás elterjedése egyes stratégiai objektumok irányításával függött össze, akkor ma már a hajókat és a repülőgépeket, a tömegközlekedést stb. látják el vevőkészülékkel A közeljövőben minden személygépkocsi számára kötelező lesz GLONASS navigátor biztosítása nincs kizárva.
Mely eszközök működnek együtt a GLONASS-szal
A rendszer az éghajlati, területi és időbeli viszonyoktól függetlenül kivétel nélkül minden fogyasztói kategória számára képes folyamatos globális szolgáltatást nyújtani. A GPS-rendszer szolgáltatásaihoz hasonlóan a GLONASS navigátort is ingyenesen biztosítjuk a világ bármely pontján.
A műholdjelek vételére alkalmas eszközök között nemcsak a fedélzeti navigációs segédeszközök és GPS-vevők találhatók, hanem a mobiltelefonok is. A hely-, irány- és sebességadatok egy speciális szerverre kerülnek GSM-hálózatokon keresztül. Egy speciális GLONASS program és különféle térképeket feldolgozó alkalmazások segítik a műholdas navigáció lehetőségeinek kihasználását.
Kombinált vevőkészülékek
A műholdas navigáció területi terjeszkedése fogyasztói szempontból a két rendszer egyesítéséhez vezetett. A gyakorlatban a GLONASS eszközöket gyakran kiegészítik GPS-szel és fordítva, ami javítja a helymeghatározás és az időparaméterek pontosságát. Technikailag ez egy navigátorba integrált két érzékelővel valósul meg. Alapjánennek az ötletnek a keretében olyan kombinált vevőkészülékeket állítanak elő, amelyek egyidejűleg működnek a GLONASS-szal, a GPS-rendszerekkel és a kapcsolódó berendezésekkel.
Amellett, hogy javítja a földrajzi koordináták meghatározásának pontosságát, ez a szimbiózis lehetővé teszi a helyzet nyomon követését, amikor az egyik rendszer műholdját nem rögzítik. Az orbitális objektumok minimális száma, amelyek „láthatósága” a navigátor működéséhez szükséges, három egység. Tehát, ha például a GLONASS program elérhetetlenné válik, akkor a gps műholdak fognak segíteni.
Egyéb műholdas navigációs rendszerek
Az Európai Unió, valamint India és Kína a GLONASS-hoz és a GPS-hez hasonló léptékű projekteket fejleszt. Az Európai Űrügynökség a 30 műholdból álló Galileo rendszer bevezetését tervezi, amely felülmúlhatatlan pontosságot fog elérni. Indiában hét műholdon keresztül működő IRNSS-rendszer felbocsátását tervezik. A navigációs komplexum a hazai használatra orientált. A kínai fejlesztők Compass rendszerének két szegmensből kell állnia. Az első 5 műholdat tartalmaz majd, a második pedig 30-at. Ennek megfelelően a projekt szerzői két szolgáltatási formátumot feltételeznek.
