Обмануть мониторинг и контроль топлива: топ 10 «великих» махинаций

Внедрение систем мониторинга на коммерческом транспорте сегодня становится отраслевым стандартом. И это понятно – на фоне постоянно растущих цен на ГСМ и снижения маржинальности логистического бизнеса, четкий контроль расхода топлива и пресечение махинаций с ним становятся важным инструментом снижения расходов и повышения рентабельности компании. Кроме того, установка системы мониторинга позволяет поставить под контроль перемещение транспорта и перевозимого груза, что повышает безопасность перевозок и эффективность работы компании в целом.

Однако, как и любое нововведение, внедрение систем мониторинга часто наталкивается на противодействие рядовых сотрудников компании, которые вместе с введением контроля лишаются возможности сливать топливо и «левых» заработков c использованием техники в своих интересах. В свою очередь водители – достойные продолжатели дела Кулибина, не оставляют попыток вывести технику из строя, для чего придумывают самые невероятные средства и методы.

О том, на какие уловки идут водители и как их можно обнаружить порталу Logistics.ru рассказал Дмитрий Журавлев, генеральный директор компании «Омникомм-Сервис», специализирующейся на внедрении и обслуживании систем мониторинга транспорта и контроля расхода топлива Omnicomm.  «К сожалению, во многих водителях до сих пор жива советская идея», рассказал он, «что “все вокруг колхозное – все вокруг мое”. Поэтому они считают, что выделяемыми им топливом и транспортом они могут распоряжаться по своему усмотрению, а внедрение контроля лишает их «законного» заработка». Я могу рассказать вам о десяти наиболее популярных и необычных способах поломки систем мониторинга транспорта и контроля расхода топлива, а также о том, как именно  обнаруживать эти диверсии. Уверен, эта информация поможет руководству  логистических компаний поймать водителей-вандалов».

Способ 1:  нерегулярный слив обратки (в полости)

Как это делается: в обратную топливную магистраль (обратку) вставляется штуцер (тройник) и по спрятанному шлангу топливо сливается.

Как определить сбой: система мониторинга автоматически распознает повышенный расход и сигнализирует об этом. В дальнейшем, задача механика — найти искусно спрятанные штуцера, канистры, полости – куда и как сливается топливо. На этой фотографии видно, что топливо сливается в аккуратно сделанную емкость непосредственно в полостях рабочих механизмов спецтехники.

Емкость устроена в рабочих полостях трактора

Шланг спрятан

Штуцер на обратке

Способ 2: регулярный слив обратки (в рамках норм расхода)

Как это делается: шланг малого диаметра встраивают в обратную топливную магистраль и подключают к канистрам, не отключая саму магистраль.

Как определить сбой: система мониторинга автоматически фиксирует повышенный расход, однако, он незначительно превышает нормы этого типа техники. Задача механика – определить причины повышенного расхода путем визуального осмотра и найти искусно спрятанные штуцера, канистры, полости – куда и как сливается топливо.

Способ 3:  полить кипятком или сжечь датчик уровня топлива

Как это делается: датчик уровня топлива поливают кипятком или обжигают паяльной лампой.

Как определить сбой: после обжига лампой датчик перестает работать и при визуальном осмотре видны повреждения. Кипяток не влияет на показания датчика.

Способ 4:  сжечь провода

Как это делается: соединительные кабели прислоняют к выхлопной трубе/ обжигают открытым огнем.

Как определить сбой: при визуальном осмотре находятся повреждения.

Способ 5:  залить кислотой  или нанести солидол на разъемы

Как это делается: в разъемы или провода датчика уровня топлива или в сам терминал впрыскивается электролит или соляная кислота, или на разъем наносится консистентная смазка.

Как определить и удалить сбой: сбой будет виден визуально и, в большинстве случаев, достаточно прочистки и продувки контактов.От несанкционированного вмешательства осуществляют пломбирование разъемов проводов датчика.

Способ 6:  воткнуть иголки в провода

Как это делается: кабели датчика уровня топлива протыкают иглой, тем самым закорачивая внутренние цепи оборудования.

Как определить и удалить сбой: сбой будет виден визуально  и потребуется демонтировать неисправный участок кабеля.

Способ 7: ударить электрошокером/ высоким напряжением непосредственно на цепи оборудования

Как это делается: на входы оборудования подается разряд.

Как определить сбой: выгорают внутренние цепи защиты оборудования, рассчитанные на удары напряжения до 2500В.

Способ 8:  запечь в СВЧ — печи

Как делают сбой: терминал ГЛОНАСС/GPS на 30 секунд оставляют в работающей СВЧ — печи.

Как определить сбой: бюджетные терминалы выполнены в пластиковых корпусах, после нагревания оставляют следы оплавления корпуса и взрыва конденсаторов. Терминал Omnicomm Profi выполняется в металлическом корпусе и просто приведет к поломке СВЧ — печи.

Способ 9:  изменить объем топливного бака с помощью грелки

Как делают сбой: при заправке помещают надутую грелку в топливный бак.

Как определить сбой: при движении наблюдается повышенный расход, а при извлечении грелки программное обеспечение сигнализирует о сливе.

Способ 10:  изменить вязкость топлива

Как делают сбой: разбавляют топливо водой, газовым конденсатом или печным топливом.

Как определить сбой: неустойчивая работа двигателя, затруднен запуск, дымление, зимой – вмерзание датчика в лед (осадок).

В заключение хочу отметить, что практически все варианты вывода из строя оборудования мониторинга и контроля топлива являются вандализмом и первоначальная диагностика выявляет этот факт и все попытки обмануть систему и датчики заканчиваются наказанием. Что касается гарантийных случаев выхода из строя, обычно их минимальное количество, потому что качественное и грамотно смонтированное оборудование работает долго и без сбоев.

МОЖНО ЛИ ОБМАНУТЬ ГЛОНАСС?

Для начала напомним, что толкает пытливых сотрудников проводить опыты над высокотехнологичным оборудованием. В первую очередь, это стремление ввести руководство в заблуждение относительно своего местоположения. Если водитель халтурит на стороне, да еще в рабочее время и на служебном транспорте, ему меньше всего надо, чтобы бортовой контроллер верно отслеживал его перемещения. Также встречаются варианты обмана ГЛОНАСС с целью имитации бурной деятельности: часто такое можно увидеть в работе коммунальных и дорожных служб. И, конечно, одна наиболее очевидных и распространенных причин обмана: махинации с топливом.

Итак, помогут ли глушилки сигнала? Теоретически они способны влиять на работу устройств для спутникового контроля, но только на простейшие или устаревшие модели. Понять, были ли попытки воздействовать на частоты, можно в программе мониторинга. Если сигнал внезапно пропадает или появляется, а тем более если это происходит в случае с конкретным водителем, то стоит заподозрить неладное и присмотреться к его деятельности. А вот профессиональные бортовые контроллеры защищены от каких-либо манипуляций с сигналами.

Встречаются попытки нарушить работоспособность антенны спутникового терминала. Уточним, что антенны бывают внешние и внутренние. Чаще всего в системах мониторинга используются терминалы с внутренней антенной. На них практически невозможно повлиять, перекрыв, например, сигнал так называемым металлическим «щитом». А попытки вскрыть терминал, чтобы проткнуть провод антенны, не останутся незамеченными, потому что опять же сбои в приёме сигнала можно увидеть в системе. К тому же, современные устройства оснащены антивандальной защитой. И при малейших подозрениях любой специалист по обслуживанию систем мониторинга сразу поймет, пытался ли водитель вмешаться в работу терминала. Если же, в силу конструктивных особенностей ТС, используется внешняя антенна, простора для манипуляций больше: от эффективного перекрытия сигнала до «случайного» прокола антенны. Но снова повторим, что все эти попытки легко разоблачаются с помощью анализа данных в спутниковой системе.

Теперь о датчиках уровня топлива. Напрямую повлиять на них можно, только сломав. Как и в случае с бортовыми контроллерами, это не составит труда обнаружить. А вот показания датчиков водители могут скорректировать путем манипуляции с баком ТС. Обычно в бак помещаются какие-либо предметы, чтобы уменьшить его объем на определенное количество литров. Но каждый внимательный диспетчер увидит в системе подозрительные расхождения в показаниях расхода топлива, а опытный механик сразу обнаружит эксперименты с топливной ёмкостью. Чуть более продвинутым способом воровства топлива является так называемый слив «через обратку». И здесь тоже реально вскрыть обман, если вовремя обратить внимание на подозрительно увеличившийся расход топлива.

И напоследок по поводу имитации работы. Как мы уже говорили, это характерно для дорожно-коммунальных служб, которые передают данные спутникового мониторинга в контролирующие органы. В этом случае ГЛОНАСС фиксирует всё, как есть, и какой-либо обман заподозрить без личного присутствия сложно. Бороться с такими манипуляциями можно с помощью установки на технику дополнительных датчиков (работы механизмов и навесного оборудования, оборотов двигателя, моточасов и т.д.). Тогда будет понятно, передвигались ли объекты просто так или действительно работали по назначению.

КАК ВИДИТЕ, ОБМАН МОЖЕТ СОСТОЯТЬСЯ ТОЛЬКО В ТОМ СЛУЧАЕ, ЕСЛИ ВЫ НЕ СЛЕДИТЕ ЗА РАБОТОЙ ОБЪЕКТОВ И НЕ АНАЛИЗИРУЕТЕ ИНФОРМАЦИЮ В ПРОГРАММЕ МОНИТОРИНГА. ПОЭТОМУ НИКОГДА НЕ ДОСТАТОЧНО ПРОСТО ВНЕДРИТЬ В АВТОПАРКЕ СПУТНИКОВЫЙ КОНТРОЛЬ. НЕОБХОДИМО НАЗНАЧИТЬ И ОБУЧИТЬ ОТВЕТСТВЕННЫХ ДИСПЕТЧЕРОВ И ПОСТОЯННО РАБОТАТЬ С ИНФОРМАЦИЕЙ, КОТОРУЮ ПРЕДОСТАВЛЯЕТ ВАМ СИСТЕМА. ТОЛЬКО ТАК ОНА БУДЕТ ПРИНОСИТЬ РЕЗУЛЬТАТ И ПОМОЖЕТ ОТБИТЬ ЖЕЛАНИЕ ОБМАНЫВАТЬ У ЛЮБОГО СОТРУДНИКА.

Водитель не обманет ГЛОНАСС

Способы обмануть ГЛОНАСС и слить топливо, реальные и вымыслы.

На просторах интернета сегодня можно найти немало отзывов и рекомендаций как можно обмануть ГЛОНАСС мониторинг.

Проанализировав их мы пришли к выводу что пишут эти отзывы и рекомендации люди даже близко не представляющие как работает система мониторинга транспорта, а некоторые способы граничат даже с неподдельной глупостью. Мы решили выбрать боле менее адекватные способы и рассказать вам о них.

1. На одном из форумов наши специалисты наткнулись на очень интересный способ обмана ГЛОНАСС, а именно «залить в движущейся транспорт, а через некоторое время слить из бака около 20 литров топлива», по словам автора данной идеи, это заставит датчик топлива, цитирую «сходить с ума и через некоторое врем зависнуть насовсем». Мы даже не стали экспериментировать и рисковать здоровьем. Бежать за автомобилем и заправлять его на ходу, а еще более опасное занятие бежать за автомобилем и сливать топливо. Вывод: мало того что топливо в баке во время езды плещется, то есть для датчика топлива ничего противоестественного нет в изменении уровня топлива на ходу. Датчик остается работать в штатном режиме. 
2. Следующий и тоже не очень «адекватный», по-моему, способ это физически сломать ДУТ надавив на него всей массой своего тела, по словам автора данного способа, он залез на топливный бак сверху и пытался продавить датчик топлива вниз. Данная процедура должна сломать стержень датчика об дно бака и вывести его из строя. Данный способ не принесет положительных результатов по ряду причин. Одна из самых главных это, то что при установке датчика топлива датчик обрезается под размер (высота бака минус 2-3 сантиметра) это делается для того чтобы в датчик топлива не попадала грязь и вода. А прогнуть бак из метала толщиной 2 мм. я думаю не получится.
3. Еще один способ вывести ГЛОНАСС трекер из строя, это оторвать внешние антенны. Конечно способ рабочий если оторвать антенны терминал не сможет передать координаты на сервер, но это так же будет видно что антенны оторваны и будет понятно что они не сами оторвались. Водитель рискует заплатить за ремонт оборудования. Здесь же можно рассмотреть способ завернуть антенны в фольгу. Этот способ тоже не принесет успехов. Так как современные терминалы комплектуются внутренними антеннами, а данные с датчиков при этом так же будут передаваться. И все махинации с топливом будет видно.

Дальше способы я просто перечислю:

• Залить датчик кислотой или в зиму кипятком.
• Засунуть в бак ГРЕЛКУ
• Изменить плотность топлива ну и Т.Д.

Изучив все способы мы пришли к выводу, что вмешаться в работу системы мониторинга не получится.

Но к сожалению, все же есть способы как же все таки можно слить или обмануть ДУТ (датчик уровня топлива) и возможно выйти сухим из воды. Ниже мы расскажем о них и как предотвратить противоправные действия водителей:

1. Один из способов как слить топливо из бака в котором стоит ДУТ это «Врезаться в обратку». С помощью тройника с краником прямо на ходу сливать тонкой струйкой в канистру которую можно установить прямо под капотом. На самом деле это очень опасный вид слива, но с другой стороны за день можно собрать как показывает практика до 10 литров топлива на 100 километров. Такой способ, ДУТ как слив не определит, ведь из бака нечего слито не было, в тот же момент возрастет расход топлива, причем в разы, И оператор это увидит. Но все же и этот способ на самом деле очень легко обнаружить, достаточно открыть капот и посмотреть где можно врезать тройник будет как тряпочкой протерто, на моей практике были случаи когда водителей ловили с поличным при таких махинациях. В данной ситуации расход возрастает моментально, а учитывая что в ТС стоит ГЛОНАСС не сложно определить где он находится и где его можно поймать.
2. Следующий и тоже не мало интересный способ «залепить изолентой отверстия у воздушного дренажа ДУТа». В данном способе ДУТ будет показывать не корректный объем топлива в баке, а водитель смело может сливать топливо ссылаясь на неисправность ДУТа. В таких случаях можно обезопасить себя только пломбами и мы как профессионалы своего дела не оставляем ни один ДУТ, не опломбировав его, дабы предотвратить попытку водителя слить и обмануть своего работодателя.

Конечно существует способ обмануть ГЛОНАСС и слить топливо, но этот способ сразу будет замечен. Ниже показано фото как один из водителей обманул ГЛОНАСС, а потом писал объяснительную как это получилось.

ВЫВОД

 В заключении хочу обратиться ко всем директорам или людям у кого есть транспорт или спец. техника с наемными водителями. На практике каждый день я слышу «мне ненужно это все, мой водитель самый честный и давно у меня работает», а после установки ГЛОНАСС, 90% наемных водителей пишут заявление об уходе по собственному желанию, либо с треском вылетают попавшись на воровстве или левых рейсах. И в заключении не могу, не обратится к водителям которые с каждым годом все упорнее и упорнее пытаются придумать способы обмануть ГЛОНАСС и ДУТ придумывая уникальные способы. Что бы вы не придумывали, мы всегда найдем и придумаем как вычислить и предотвратить воровство топлива.

Как водители обманывают датчик уровня топлива

Ежемесячные потери руководителя автопарка, связанные с воровством топлива водителями, на одной грузовой машине может составлять от 500 до 1000 долларов. Чтобы минимизировать подобные убытки, владельцы транспорта используют различные методы контроля, такие как:

• пломбировка топливного бака
• заправка по талонам
• установка датчика уровня топлива

Использование талонов для заправки не позволяет водителю жульничать на фиктивных чеках, требуя возмещения за якобы использованное топливо. Но в то же время водитель может свободно сливать дизтопливо для дальнейшей перепродажи. Пломбировка топливного бака позволит избежать таких способов мошенничества, но будет экономически выгодна только владельцам крупных автопарков, поскольку требует наличия собственной автозаправки. Установка датчика уровня топлива призвана минимизировать недостатки первых двух способов и, казалось бы, должна переложить контроль за честностью водителей на плечи автоматики.

Но так ли это на самом деле? Ведь соблазн получить ежедневную прибавку к жалованью в 20-30 долларов, особенно в условиях экономической нестабильности, толкает многих шоферов на поиск различных ухищрений, позволяющих мухлевать с контролирующим оборудованием. Как же водители на практике обманывают датчики уровня топлива?

Смотрите также: Как правильно контролировать комбайны и трактора

Какие виды датчиков бывают

Различают два основных типа датчиков — механические и электронные. Механический датчик, по сути, представляет из себя обычную трубку с поплавком, погруженную в топливо. Погрешность измерения у такого типа датчика достаточно высокая, поэтому они все реже используются на практике. Электронный датчик также размещается в топливном баке и измеряет диэлектрическую проницаемость дизтоплива, значение которой меняется пропорционально объему топлива в баке.

Влияние низкого качества топлива на точность измерения

Главной проблемой для точности измерения является низкое качество дизельного топлива на наших заправках. Зачастую в предлагаемом топливе много сторонних примесей и взвесей, а его качество редко соответствует европейским нормативам.

Находящиеся в дизтопливе примеси оседают на рабочих поверхностях датчиков, из-за чего в механическом датчике через несколько месяцев работы начинает застревать поплавок, а в электронном — загрязняются измерительные электроды. Вследствие этого точность измерения датчиков падает, и на графиках расхода топлива появляются резкие провалы и скачки. Датчики приходится регулярно чистить, иначе они могут окончательно выйти из строя, что не так-то просто сделать из-за конструктивных особенностей устройств.  

Повреждение датчиков водителями

Многие водители всячески стараются уйти от контроля за расходом топлива, поэтому прибегают к различным ухищрениям с датчиками. Самое простое, что приходит им в голову, это механическое повреждение устройства. Ведь водитель не несет никакой ответственности за работоспособность датчика. Ему наоборот выгодно, чтобы датчик работал некорректно, ведь тогда у него появляется возможность безнаказанно сливать топливо для перепродажи.

Поэтому иногда можно наблюдать довольно странную картину — водитель прыгает на топливном баке автомобиля в попытке повредить датчик. Также шоферы пытаются поливать электронные датчик кипятком, или закорачивают на его контактах заряженный высокоемкий конденсатор в надежде вывести устройство из строя.

Иногда такие фокусы получается провернуть довольно успешно, и тогда поставщику услуги приходится менять датчик за свой счет. Руководитель автопарка также не в восторге от такой поломки, ведь у него растет уверенность в том, что деньги на их установку были потрачены зря и нормального контроля за топливом наладить не удастся.

Смотрите также: Как владельцу предотвратить обман водителями на топливе

Слив топлива из системы обратной подачи топлива

Самый простой способ, который позволяет водителю воровать топливо — это вмешаться в систему обратного слива. В старых моделях автомобиля неиспользованное топливо стекает из двигательной системы самотеком, поэтому некоторые шоферы могут вытащить соответствующий патрубок из топливного бака и собирать топливо в отдельную канистру.

Как правило, на 100 км пробега таким образом «экономится» около 5 литров топлива. К счастью, в большинстве современных моделей автомобилей система обратной подачи топлива переработана и находится под высоким давлением, так что подобный способ сбора дизтоплива не используется. Хотя мы встречали установленные «тройнички» в системе обратного слива топлива с высоким давлением.

Слив топлива из автомобиля, стоящего под наклоном

Еще одним распространенным способом обмана датчика является слив топлива из бака автомобиля, стоящего на возвышенности или под уклоном. Водитель, как правило, заезжает на бордюр, при этом топливо в баке перетекает в противоположную от датчика сторону. В таком состоянии датчик фиксирует уровень топлива ниже реального, что позволяет безнаказанно слить 10-20 литров солярки. При возвращении автомобиля в горизонтальное состояние фиксируемый датчиком уровень увеличивается. Поскольку такие колебания в измерении топлива происходят при движении автомобиля регулярно, то и в данном случае слитое водителем топливо списывается на погрешность измерения датчика.

Изменение диэлектрической проницаемости топлива

Следующий способ обмана датчика уровня топлива связан с манипуляцией основного принципа работы устройства. Добавляя различные жидкости в топливо, можно менять его диэлектрическую проницаемость, вследствие чего настроенный на чистое дизтопливо датчик будет показывать неверное значение.

Как правило, водители поступают следующим образом. Приехав вечером на стоянку, шофер обесточивает электрическую систему автомобиля, тем самым отключая и датчик. Далее водитель сливает около 60 литров топлива из полутонного бака, взамен добавляя 1,5 литра спирта. После смешивания спирта и солярки диэлектрическая проницаемость топлива в баке будет такой же, как и у чистого дизтоплива изначального объема.

Мы нашли видео в интернете, где наши коллеги проверили этот обман на практике и предлагаем его вам к просмотру:

Система gps-мониторинга поможет в правильном учете топлива

Как показывает практика, установка датчиков уровня топлива зачастую экономически невыгодная и неоправданная процедура, только усложняющая контроль. Водители довольно легко могут обманывать подобные устройства, используя все описанные выше методы и постоянно придумывая новые.

Намного выгоднее и проще вместо установки датчиков уровня топлива определить средний расход топлива каждым автомобилем, внести эти значения в систему gps-мониторинга и двумя кликами мышки получать точные отчеты как по длительности пробега автомобилей, так и по расходованию топлива за любой отчетный период.

Смотрите также: Как минимизировать убытки из-за обмана водителями владельцев арендуемых автоподъемников

Тесты проведенные GPSavto по расходу топлива

Мы провели испытания на 4 автомобилях-тягачах. Все были с разными прицепами, два с топливными бочками, один с платформой для перевозки крупногабаритной техники, и один зерновоз при уборке урожая пшеницы. Мы даже пробовали на 2 недели менять прицепы, чтобы увидеть как поменялся расход топлива. На 2 автомобиля мы даже поставили датчики топлива, для дублирования контроля (как оказалось зря потратили на них деньги). Автомобили заправляли на нашей базе, потом линейкой замеряли уровень топлива, записывали все в журнал и пломбировали бак. Также мы опломбировали все шланги и соединения от бака до двигателя. При заезде на базу, мы замеряли железной линейкой уровень топлива в баке, проверяли все пломбы, сверяли пробег одометра и показаний GPS датчика. Все документировали в журнал в течении 3 месяцев. В общем мы провели те действия, которые должен провести каждый владелец транспорта, чтобы избавиться от хищения на предприятии.

Результаты не дали себя долго ждать, приводим их в таблице:
















Марка авто	Расход до установки GPS датчиков	Расход после установки трекеров GPSavto
RENAULT 11GTA11	46 литров на 100 км	32 литров на 100 км
RENAULT MAGNUM	38 литров на 100 км	30 литров на 100 км
MAN TGA 18.400	37 литров на 100 км	30 литров на 100 км
MAN TGA 18.400	37 литров на 100 км	30 литров на 100 км

Как выяснилось по окончанию эксперимента, на средний расход не влияет тип прицепа, не влияет сколько километров проехал с грузом и сколько пустой. По полученным результатам средняя цифра расхода меняется от месяца к месяцу не более чем на 0,5 литра на 100 километров. Потому если автомобиль потребит 29 литров вместо 30, полученных в результате эксперимента, и водитель все же сольет их — радуйтесь. При меньшем расходе водитель умудрился использовать автомобиль более бережно и результатом будут более редкие ремонты — вы опять экономите!

Записывайтесь на установку GPS датчиков по телефону +38(044) 221-31-00 или +38(095) 287-62-62! Мы поможем вам экономить и пресекать воровство на предприятии!

Как обмануть систему Глонасс в Краснодаре и Краснодарском крае

На какие уловки идут водители, чтобы вывести из строя систему ГЛОНАСС? Расскажем в нашей статье. Заметим, что эта статья будет полезна не только руководителям, поскольку они узнают с чем им придется столкнуться, но и также вредителям, чтобы лишний раз не использовать «уникальную» креативную идейку, которая уже давно известна работодателям. 

Самый распространенный способ — это повреждение антенны и корпуса ГЛОНАСС-терминала. Цель — сделать невозможным прием сигнала от спутника. Одни вредители просто обрывают его антенну, другие протыкают её иглой или обматывают фольгой весь блок или отельные его детали. Некоторые ставят на контроллер огромную железяку или магнит. Самые изобретательные делают специальный металлический короб для того, чтобы полностью закрыть терминал.

Хорошая идея, не правда ли? Но! Разработчики уже нашли способы борьбы с подобными выходками. Они рекомендуют приобретать оборудование со встроенными антеннами. В таком случае для того, чтобы сломать антенну водителю потребуется разобрать терминал. Далее, трекеры устанавливаются в труднодоступные для водителей места. Детали для доступа к антенне снимаются, пломбируются, а на сам блок крепятся специальные наклейки.  Более того, ПО для спутникового мониторинга настраивается так, чтобы при обрыве или замыкании антенны он автоматически отправлял в систему тревожный сигнал. Таким образом диспетчер будет предупрежден о том, что терминал «выпал из зоны» неслучайно, а кроме того станет ясно, кого из водителей необходимо оштрафовать.

Следующий способ порчи оборудования — это когда водители отрезают приемник от навигационной сети, тем самым пытаясь вывести из строя систему питания. Что только они не делают: и выдергивают предохранители, и обрезают провода, и меняют полярность питания. Самый изощренный вариант: применение электрошокера. Но водители наверное забывают, что практически все модели терминалов оснащены системой резервного питания. Некоторое время после нанесения ущерба трекер еще будет работать, и поэтому сможет отправить в систему тревожный сигнал о выводе его из строя. И снова будет известно, кто вредитель.

Вот вам пример поврежденного оборудования: дорожка обуглена из-за воздействия на цепь питания.

Рассказанные выше способы используют технически подкованные водители. Некоторые же предпочитают не вникать в тонкости механизма работы ГЛОНАСС-терминала, ломая его целиком, чтобы уж наверняка. Например, заливают трекер водой, вызывая короткое замыкание. Справится с такими выходками помогает антивандальный корпус, который не так то просто повредить.

В следующей статье мы расскажем, как обмануть датчики уровня топлива.

Читайте наши полезные статьи, подписывайтесь на них, чтобы быть в курсе последних новостей из мира транспортной телематики.

Система контроля транспорта, устройство и работа Глонасс

Оснащение грузовиков системами контроля транспорта не является сейчас для владельцев автопарков ноу-хау. Российское правительство повсеместно внедряет систему контроля транспорта (ГЛОНАСС). В свою очередь и руководители транспортных компаний, и сами водители уже успели испытать систему контроля транспорта в действии и по достоинству оценить ее работу. Однако братья славяне пошли дальше, успев придумать способы борьбы с ней!

Изучая Интернет-форумы и статьи с описанием работы контроллеров ГЛОНАСС, зачастую наталкиваешься на нелестные отзывы об этой системе контроля транспорта. Но какая бы ни была система контроля транспорта, основная ее функция все же держит водителей в напряжении и заставляет изрядно понервничать. Оно и понятно, если раньше «покорители дорог» могли без проблем отвезти теще старый диван на дачу, по-быстрому смотаться по делам житейским, а еще лучше — слить пару-тройку литров казенной солярочки с рабочей машины, то с приходом на стражу системы контроля транспорта (GPS-контроллеров, треккеров, датчиков и прочего оборудования), их возможности резко сократились.

Источник фото: ssm22.ruРазработчики систем предлагают все больше опций для полного и эффективного контроля за работой автопарка

Изобретательный русский народ не стал унывать по этому поводу и сразу принялся искать способы по «обезвреживанию» постылых GPS-изделий системы контроля транспорта.

С развитием отрасли производства систем контроля транспорта разработчики и производители стараются предложить заказчику как можно больше интересных опций для полного и эффективного контроля за работой автопарка. Ввиду немалой стоимости подобного оборудования руководители транспортных компаний пока ограничиваются стандартным набором контрольно-измерительных приборов: терминалом (блок контроллера, автотрекер, регистратор и т.п.) и ДУТ (датчиком уровня топлива).

На них и заострим свое внимание.

Вредные советы по выводу из строя системы контроля транспорта. Инструкция по применению:

I. Ломаем систему работы терминала

1. Отключаем питание контроллера, едем по своим делам, возвращаемся на место, снова подключаем питание… и вуаля!

Казалось бы, простой и незамысловатый способ, но таким пользовались «начинающие лузеры», которым только предстояло познакомиться с системой контроля транспорта «ГЛОНАСС». Как показала практика, способ примитивный и малоэффективный. Во-первых, практически все блоки оснащены встроенным аккумулятором, который может поддерживать работу устройства продолжительное время, во-вторых, сигнал с точным временем отключения и включения аппарата в любом случае отправится на пульт диспетчера.

 

Источник фото: automps.ruОтключать питание контроллера неэффективно и бессмысленно

2. Уничтожаем антенну системы контроля транспорта

Вывести из строя такого «неприятеля», как антенна, «очумельцы» предлагают несколькими вариантами: просто вырвать ее, чтоб не мозолила глаза, обмотать фольгой, накрыть металлическим стаканчиком и т.д.

В самом начале становления и развития систем контроля транспорта, возможно, подобные манипуляции и возымели бы действие, но имея дело с нынешними высокочувствительными приемниками, они практически теряют свой смысл. Единственное, к чему может привести подобная практика, так это к сокращению числа видимых терминалом спутников (с 12-13 до 5-6). Но для определения координат «подконтрольного» транспортного средства устройству достаточно получать сигналы с трех спутников!

3. Иглоукалывание для кабеля системы контроля транспорта

Вывести антенну из строя можно самым простым способом — протыканием. Наслаждаемся поездкой!

Существует одно «но»: любой более-менее опытный специалист сможет без труда определить причину выхода из строя дорогостоящей системы контроля транспорта и указать на место прокола. Разве что вы будете приводить иглоукалывание наноиглой…

Источник фото: physionow.caВывести антенну из строя можно при помощи иглоукалывания

4. «Шоковая терапия» для системы контроля транспорта

Самым коварным, даже варварским методом в кругах противников терминалов считается удар электрошокером приемника. (От комментариев по этому поводу отказываются даже сами водители).

5. «Случайно» пролитая двухлитровая кружка кофе на приемник системы контроля транспорта может также стать причиной выхода его из строя

Способ с одной стороны безобидный (для вредителя), но помимо водительских навыков, виновник происшествия должен обладать даром убеждения! Так что, если вы не заканчивали дополнительно курсы ораторского искусства, то, увы, этот способ для Вас не подойдет!

Источник фото: technoguide.com.uaПриемник системы контроля транспорта можно залить водой

6. Скрапбукинг для GPS/ГЛОНАСС

Опытные «портильщики» советуют творчески подойти к выводу из строя аппарата системы контроля транспорта и смастерить для него так называемую «упаковку» своими руками. Для этого потребуется свинец, формочка для отлива необходимой конструкции, терпение и немного творчества. В итоге получается довольно симпатичная свинцовая коробочка, в которую можно упаковать приемник. Особо творческие личности могут прикрепить на изделие бантик или еще какую-нибудь милую вещицу, которая будет украшать «глушитель сигнала» и просто радовать глаз.

Источник фото: i-mode.ruТерминал системы контроля транспорта можно вывести из строя при помощи магнита

К этому же методу вывода из строя оборудования также можно отнести установку магнита на терминал системы контроля транспорта.

7. Продвинутые пользователи берут с собой в дорогу «незатейливый багаж»: специальное устройство, которое глушит GPS-сигнал системы контроля транспорта, если находится рядом с антенной

Но, надо отметить, что данное устройство не всем по карману.

8. Очень продвинутые пользователи «перепрошивают» трекеры системы контроля транспорта и уже сами контролируют ситуацию на дороге

Для этого способа необходимы мозги и хорошие дружеские связи.

Источник фото: pxhere.comМожно переустановить программное обеспечение на трекерах системы контроля

II. Издеваемся над ДУТами — одним из компонентов системы контроля транспорта

1. Короткое замыкание в системе контроля транспорта

Метод весьма прост: замыкаем провода, идущие от датчика на корпус машины. В результате получаем временную «нетрудоспособность» устройства системы контроля транспорта, которое все покажет и расскажет, как только вы вернете провода на место.

2 . Кипяточку, еще кипяточку

Способ применяют в зимнее время года! Предлагается взять тару с кипятком и облить «подмороженный» ДУТ системы контроля транспорта. Процедуру рекомендуется проводить ежедневно.

Источник фото: ecrater.comНекачественный материал изготовления также может вывести устройство из строя

Эксперименты в области порчи системы ДУТ показали, что спасти водителя от назойливого контроля может также некачественный материал изготовления данного устройства. Ничто не совершенно, увы!

3. Заклейка отверстия воздушного дренажа системы контроля транспорта

Достаточно свежий (но уже успевший получить немало положительных отзывов) способ, при котором заклеивается отверстие в верхней части датчика системы контроля транспорта. Изоляция данного отверстия позволяет водителю совершать «налеты» на бак рабочей машины. При этом изменения фиксироваться не будут.

Стоит сразу заметить, что все датчики, как правило, опечатаны, а оклейку «ненужных» отверстий невозможно произвести без вскрытия пломб!

4. Слив топлива «с обратки»

Этот способ по праву можно назвать самым действенным в списке «вредительств»!

Смысл в следующем: потихоньку сливая горючее в небольших количествах, ДУТ (датчик уровня топлива системы контроля транспорта) не сможет отличить слив от повышенного расхода топлива. Водители врезают тройник с краником, через который «лишачок» тонкой струйкой стекает в канистру.

Источник фото: sensorigla.comСлив топлива «с обратки» — самое действенное «вредительство»

Единственный минус — грамотный диспетчер в компании.

5. Езда по-русски

Весьма экстремальный способ, который подойдет не всем. Суть в том, что при движении автомобиля необходимо отключить «массу», другими словами, обесточить грузовик, при этом машина будет и дальше работать, а вот все приборы системы контроля транспорта (в том числе датчик) — нет.

Данный метод борьбы с «неприятелем» подходит только для действительно отчаянных, ведь управлять таким транспортом далеко небезопасно. Правда, добиться необходимого эффекта можно только в том случае, если у контрольного прибора отсутствует внутренний аккумулятор.

Источник фото: andreevdom.comОтключать «массу» на ходу бессмысленно, если контрольный прибор оснащен внутренним аккумулятором

Вандалам посвящается: способы поломки оборудования системы контроля транспорта с помощью грубой физической силы

6. Прыжки на бензобаке того, кто потяжелее

Данный способ подразумевает поломку измерительной трубки датчика системы контроля транспорта, которая установлена на всю высоту бака. Но он только это подразумевает!

7. ДУТы гнуты

Для приведения в действие данного способа вам понадобиться открыть топливный бак и с помощью крюка согнуть измерительную трубку датчика системы контроля транспорта.

Источник фото: svopi.ruСогнув измерительную трубку датчика, можно обмануть систему контроля

Без комментариев

Какими бы изощренными не были способы обмана системы контроля транспорта, будут ли они работать на практике, зависит только от руководства компаний.

Как обмануть Omnicomm

Как обмануть Omnicomm


К сожалению, во многих водителях сегодня по-прежнему жива идея, согласно которой «все вокруг ничье, а, значит, мое». Такие шоферы полагают, что могут распоряжаться по своему усмотрению выделяемым для находящегося под их управлением транспорта горючим, а также самими автомобилями. Вопрос «как обмануть Omnicomm» может возникнуть в голове у любого нерадивого сотрудника автотранспортного предприятия, испытывающего «праведный гнев» из-за того, что руководство лишает его «законного» дохода. Чего только не придумывают недобросовестные водители, пытаясь обмануть оборудование для контроля транспортной техники!


Рассмотрим наиболее распространенные способы подобных махинаций.



1) Нерегулярный слив «обратки»


Для этого водитель вставляет в обратную топливную магистраль тройник, сливая горючее по спрятанному шлангу. В таком случае система мониторинга Омникомм в автоматическом режиме распознает увеличенный расход топлива и сигнализирует об этом. Механику остается лишь обнаружить спрятанные штуцеры, полости, канистры, используемые для слива горючего.


2) Регулярный слив «обратки» (не выходя за рамки норм расхода горючего).


Для этой цели водители-нарушители устанавливают в обратную топливную магистраль шланг, имеющий небольшой диаметр, подключая его к канистре для слива, без отсоединения самой магистрали. Система мониторинга в данном случае автоматически регистрирует увеличенный расход, но он, как правило, лишь немного превышает нормы.


3) Вандализм


Пытаясь обмануть систему мониторинга, особо яростно настроенные водители идут на радикальные шаги, поливая датчик уровня горючего кипятком, обжигая его с помощью паяльной лампы, нанося консистентную смазку на разъемы датчика, обжигая провода и т.д.


Однако практически все изобретаемые нерадивыми шоферами способы обмана системы контроля транспорта Омникомм заранее обречены на провал, так как обнаруживаются уже на стадии первоначальной диагностики оборудования. Водителя в таком случае неизбежно ждет наказание! Поэтому лучше не пытаться обмануть систему мониторинга, а трудиться честно, не рискуя потерять работу!


Ваше предприятие расположено на территории Красноярского края, и там до сих пор не внедрена система спутникового контроля автотранспорта от Omnicomm? Мы, будучи официальным представителем компании в регионе, ждем вашего звонка!

Инновации: GPS, ГЛОНАСС и др.

Обработка нескольких созвездий в международной службе GNSS

Тим Спрингер и Рольф Дач

Имеет ли значение объединение наблюдений GPS и ГЛОНАСС? Международная служба GNSS (IGS) предоставляет такие данные уже несколько лет. Представители двух аналитических центров IGS обсуждают прошлое, настоящее и будущее мониторинга GNSS IGS и разработки продуктов.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ ИННОВАЦИЯХ Ричарда Лэнгли

МЫ ЕЩЕ ЕЩЕ — в мире GNSS с несколькими созвездиями? Европейская система Galileo имеет только два тестовых спутника на орбите, а завершение создания созвездия запланировано не раньше 2014 года.Китайская система Beidou / Compass запустила несколько тестовых спутников, но глобальный охват не обещан до 2020 года. Первый японский космический аппарат Quasi-Zenith Satellite System планируется запустить в этом году, а система не будет полностью готова к работе до 2013 года. это значит, что GPS по-прежнему единственная игра в городе? Нет, далеко не так. Мы упустили из виду российский ГЛОНАСС.

(Глобальная навигационная спутниковая система). ГЛОНАСС был задуман бывшим советским Министерством обороны в 1970-х годах, возможно, как ответ на объявленную разработку GPS.Первый спутник был запущен 12 октября 1982 года. Но из-за неудачных запусков и характерно короткого срока службы спутников было запущено еще 70 спутников, прежде чем в начале 1996 года была создана полностью заполненная группировка из 24 функционирующих спутников. Созвездие просуществовало недолго. Экономические трудности России после распада Советского Союза нанесли ущерб ГЛОНАСС. Денег не было, и к 2002 году группировка сократилась до семи спутников, из которых только шесть были доступны во время операций по техническому обслуживанию! Но судьба России изменилась, и при поддержке российской иерархии ГЛОНАСС возродилась.Спутники с долгим сроком службы запускались по шесть в год, и медленно, но верно группировка выросла до 21 спутника с двумя запасными на орбите.

А есть ли пользователи за пределами России? Хотя двухсистемные приемники GPS / ГЛОНАСС существуют уже не менее десяти лет, производители обратили внимание на недавнее возрождение ГЛОНАСС, похожее на феникс. Все производители высокого класса теперь предлагают приемники с поддержкой ГЛОНАСС. Имеет ли значение объединение наблюдений GPS и ГЛОНАСС? Вы держите пари — просто спросите любого геодезиста, который использует обе системы в режиме кинематики в реальном времени (RTK).Научные приложения, требующие высокоточных данных об орбите спутников и часов, также выигрывают. Международная служба GNSS (IGS) предоставляет такие данные в течение нескольких лет, и в статье этого месяца представители двух аналитических центров IGS обсуждают прошлое, настоящее и будущее мониторинга IGS GNSS и разработки продуктов.

Итак, возвращаясь к нашему вопросу, мы уже на месте? Многие первые пользователи данных и продуктов GPS плюс ГЛОНАСС ответили бы твердым «да».

---

В разделе «Инновации» обсуждаются достижения в технологии GPS, ее приложениях и основах GPS-позиционирования.Колонку координирует Ричард Лэнгли, Департамент геодезии и геоматики Университета Нью-Брансуика.

---

В 2005 году Международная служба GPS (IGS) была переименована в Международную службу GNSS . С этим изменением правление IGS и сообщество IGS выразили надежду на расширение деятельности с хорошо зарекомендовавшей себя GPS на другие активные и планируемые глобальные навигационные спутниковые системы, такие как ГЛОНАСС, Galileo и Compass.Между тем, спутниковая группировка ГЛОНАСС, а также сеть слежения IGS GNSS претерпели значительные изменения. С 2003 года группировка спутников ГЛОНАСС неуклонно совершенствовалась, что привело к нынешней, май 2010 года, группировке из 21 действующего спутника и двух запасных орбитальных спутников. А начиная с 2008 года возможности GNSS сети слежения IGS были значительно расширены, что привело к созданию поистине глобальной системы слежения GNSS с более чем 100 приемниками GNSS (GPS плюс ГЛОНАСС).Практически укомплектованная спутниковая группировка ГЛОНАСС в сочетании с доступной глобальной сетью слежения с высококачественными приемниками значительно повысила интерес и потребность в продуктах GNSS, таких как точные эфемериды спутниковой орбиты. Однако продукты аналитического центра IGS по-прежнему в основном предназначены только для GPS. Только два аналитических центра предоставляют настоящие мульти-GNSS решения. Два аналитических центра предоставляют решения только для ГЛОНАСС (доступен комбинированный продукт IGS для ГЛОНАСС, но без точных часов).Комбинированного продукта IGS GNSS не существует. Учитывая большой интерес со стороны сообщества пользователей, это действительно неутешительная ситуация. В частности, поскольку накопленный опыт работы с GPS и ГЛОНАСС значительно упростит включение других GNSS, таких как Galileo, Compass и Quasi-Zenith Satellite System (QZSS).

Однако во время встречи аналитических центров IGS в декабре 2009 года стало ясно, что многие центры начали внедрять и расширять возможности обработки данных ГЛОНАСС в своем программном обеспечении.Это происходило как прямое следствие улучшений в созвездии ГЛОНАСС, сети слежения IGS GNSS и повышения интереса пользователей (если не спроса). Таким образом, в течение 2010 и 2011 годов мы увидим значительный рост числа истинных решений GNSS в IGS. Очень положительный момент для мира GNSS.

В этой статье мы даем обзор последних разработок в области обработки нескольких GNSS в IGS в целом, но с акцентом на деятельность двух аналитических центров IGS, которые возглавляют усилия по GNSS: Центр определения орбиты в Европе (CODE) и Европейский центр космических операций (ESOC) Европейского космического агентства.

Почему GNSS?

В рамках IGS мы часто сталкиваемся с вопросом: почему GNSS? Почему я должен нести бремя добавления возможностей GNSS в свое программное обеспечение, увеличивать нагрузку на обработку и т. Д. С небольшой выгодой или без нее? Что ж, с точки зрения аналитического центра IGS, этот вопрос верен. Точность, достигаемая только с помощью GPS, настолько хороша, что не будет видимой пользы от включения другой системы. Тем не менее, преимущества действительно есть.

Во всем мире существует большое количество пользователей, которые увидят преимущества использования продуктов GNSS по сравнению с продуктами, предназначенными только для GPS.Очевидно, что все пользователи, работающие в режиме реального времени, получат огромную выгоду от увеличения количества спутников. Рисунок 1, показывающий так называемое снижение точности позиционирования (PDOP), очень наглядно демонстрирует это. Две панели на Рисунке 1 показывают PDOP только с GPS и PDOP GPS плюс ГЛОНАСС с использованием спутниковой группировки от 3 мая 2009 г.

РИСУНОК 1A. Влияние ГЛОНАСС на снижение точности определения местоположения.

РИСУНОК 1B. Влияние ГЛОНАСС на снижение точности определения местоположения.

На рисунке 2 показано улучшение PDOP в процентах при сравнении значений PDOP только GPS со значениями PDOP GPS плюс ГЛОНАСС.В высоких широтах, то есть выше 55 градусов, улучшение составляет 30 процентов. В средних широтах улучшения все еще намного превышают 15 процентов, демонстрируя значительные улучшения, которые пользователи GNSS в реальном времени могут ожидать по сравнению с пользователями, работающими только с GPS в реальном времени.

Рисунок 2. Позиционное снижение точности улучшения с помощью ГЛОНАСС.

При нынешней группировке GPS ежедневные решения ограничиваются не количеством доступных спутников, а скорее моделями анализа (например, для тропосферы), погрешностями калибровки (например, модели для изменения фазового центра антенны) и окружающей средой. эффекты (например, многолучевость).По этим причинам стратегии обработки, подобные IGS, при которых данные с опорных станций обрабатываются 24-часовыми пакетами, не покажут явных преимуществ от добавления данных с большего количества спутников и других систем.

Однако, помимо пользователей в реальном времени, пользователи в высоких широтах (включая всю Канаду и большую часть Европы) увидят улучшения. Недавно несколько исследователей заметили, что для широт выше 50 градусов добавление ГЛОНАСС приносит пользу. Это, конечно, благодаря большему наклону орбиты спутников ГЛОНАСС (около 64 градусов) по сравнению с наклоном спутников GPS (около 55 градусов), что также очень хорошо демонстрируется в PDOP (см. Рисунок 1).Таким образом, с точки зрения обслуживания — буква «S» в IGS — существует явная потребность в предоставлении решений GNSS сообществу пользователей. Помимо значительных преимуществ с точки зрения точности, увеличение количества спутников также сделает решения более надежными и надежными. Совершенно иной цикл повторения орбит спутника ГЛОНАСС особенно важен, поскольку он полностью меняет чувствительность к многолучевости. Эффекты многолучевого распространения в данных только GPS почти идеально повторяются изо дня в день с 4-минутным сдвигом по времени, вызывающим ложные, почти годовые сигналы во временных рядах GPS.Спутники из других группировок, таких как ГЛОНАСС, вводят другие системные частоты, что приводит к общему сокращению таких вызванных GNSS частот в решении с несколькими GNSS.

Из-за конструкции созвездия каждый спутник GPS следует своей собственной наземной траектории в каждом цикле орбиты. Это означает, что на наземной станции каждый спутник GPS наблюдается на одном и том же треке каждый день, так что систематическое влияние спутника (например, неправильное моделирование положения спутниковой антенны относительно центра масс спутника) имеет большое значение. систематическое воздействие на полученные (суточные) положения станций.Такой систематический перевод ошибок, связанных со спутником, в параметры, связанные со станцией, не происходит ни в одной другой группировке GNSS.

Аналитические центры IGS GNSS

Подробное описание IGS выходит за рамки данной статьи; отличный обзор был представлен в предыдущей колонке «Инновации». Мы просто указываем здесь, что важно знать, что IGS служит эталоном и во многих приложениях GNSS, предоставляя данные и продукты максимально возможного качества.Очень хорошо известны и широко используются данные слежения из сети станций IGS — необработанные измерения псевдодальности и фазы несущей, а также орбиты и часы спутников GPS. IGS генерирует эти продукты, комбинируя решения по орбите и часам отдельных аналитических центров, которые вносят свой вклад в IGS. Что касается продуктов, предназначенных только для GPS, 10 различных аналитических центров вносят вклад в три разные серии продуктов, которые называются сверхбыстрым, быстрым и конечным продуктом. Конечные продукты обеспечивают максимально возможное качество, но имеют самую большую задержку, поскольку они становятся доступными через 12 дней после окончания недели наблюдения.Продукты быстрого приготовления примерно сопоставимы по качеству с конечными продуктами IGS, но они доставляются ежедневно с задержкой всего в 17 часов после окончания дня наблюдения. Сверхбыстрые продукты доставляются четыре раза в день через 3 часа после окончания последнего использованного наблюдения. Например, в 03:00 UTC доставляется сверхбыстрый продукт, использующий данные до 00:00 UTC. Он состоит из двух частей: оценочной части и предсказанной части, которые могут использоваться в целях реального времени. Качество оцениваемой детали очень похоже на качество продукции быстрого приготовления.Прогнозируемая часть, конечно, значительно менее точна, хотя орбиты имеют удивительную точность значительно ниже 30 миллиметров — намного лучше, чем у орбит в широковещательных навигационных сообщениях спутников.

В дополнение к этим продуктам только для GPS существует также продукт ГЛОНАСС. Однако, в отличие от GPS, для ГЛОНАСС создается только конечный продукт. Продукты для комбинации IGS GLONASS предоставляют четыре аналитических центра: Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG), Франкфурт-на-Майне, Германия; CODE, базирующийся в Астрономическом институте Бернского университета, Швейцария; ESOC, Дармштадт, Германия; и Информационно-аналитический центр (ИАЦ) Роскосмоса, Москва, Россия.

Центры анализа BKG и IAC определяют орбиты спутников ГЛОНАСС, вводя информацию для спутников GPS из решения IGS без дальнейшей оценки. Центр анализа CODE с мая 2003 года обеспечивает орбиты для GPS и ГЛОНАСС на основе строго комбинированного анализа данных обеих GNSS, то есть настоящее решение для нескольких GNSS. С января 2008 года ESOC также следует этой стратегии. Из этих четырех аналитических центров только два, ESOC и IAC, предоставляют оценки спутниковых часов для спутников ГЛОНАСС.Эта ситуация не позволяет IGS создать прочный и надежный комбинированный продукт часов ГЛОНАСС. С четырьмя аналитическими центрами, участвующими в орбитах, IGS может стать отличным комбинированным орбитальным продуктом ГЛОНАСС.

Согласно нашему определению истинных решений с несколькими GNSS измерениями, измерения каждой системы в одинаковой степени влияют на все соответствующие параметры. Этого можно добиться только путем скрупулезной комбинированной обработки данных со всех доступных GNSS. Двухэтапный подход, представляющий решение GPS при решении для орбит ГЛОНАСС и спутниковых часов, рассматривается как расширение решения только для GPS для ГЛОНАСС.Как демонстрируют вклады BKG и IAC в продукт IGS GLONASS, эта двухэтапная процедура дает отличные результаты.

С точки зрения пользователя, большим недостатком является тот факт, что IGS не предоставляет реального продукта GNSS. IGS предоставляет высококачественный продукт GPS и высококачественный продукт для орбиты ГЛОНАСС, но не существует комбинированного продукта GNSS. Кроме того, IGS может генерировать только конечные продукты ГЛОНАСС, потому что только два аналитических центра, CODE и ESOC, предоставляют продукты GNSS для быстрых и сверхбыстрых продуктов.Политика IGS требует участия как минимум трех аналитических центров для создания значимого и надежного комбинированного продукта.

Таким образом, пользователи GNSS-орбит и / или часов должны использовать продукты одного из отдельных аналитических центров или комбинировать продукты IGS, предназначенные только для GPS и только для ГЛОНАСС. Здесь продукты GNSS аналитических центров CODE и ESOC явно предпочтительнее, чем продукты IGS и других аналитических центров, поскольку это единственные два настоящих продукта GNSS, которые гарантируют полную согласованность между двумя GNSS.

Сеть слежения за ГЛОНАСС

До 2003 года IGS установила сеть слежения за ГЛОНАСС, состоящую всего из 20 станций. В 2003 году это количество быстро выросло с 20 до 30, но после 2003 года количество станций оставалось стабильным в течение довольно долгого времени с очень неоднородным распределением. Например, во всем западном полушарии было всего несколько станций. В 2006/2007 году появилось новое поколение комбинированных приемников GPS / ГЛОНАСС, выпускаемых несколькими известными производителями GPS-приемников.С появлением этого нового оборудования количество станций слежения за ГЛОНАСС в сети IGS начало неуклонно расти. В 2008 году темпы роста значительно выросли (см. Рисунок 3) и, что более важно, глобальное распределение приемников улучшилось, поскольку, наконец, значительное количество станций начало появляться как в Северной, так и в Южной Америке. Орбиты и часы спутников ГЛОНАСС с начала 2009 г. определяются на основе данных более чем 100 хорошо распределенных по всему миру станций слежения в сети IGS (см. Рис. 4).Хорошее глобальное распределение пунктов наблюдений чрезвычайно важно для определения орбиты и тем более для определения часов. До начала 2008 года определение часов ГЛОНАСС страдало из-за пробелов в глобальной сети слежения, что серьезно повлияло на оценки часов. Если промежутки слежения вызывают прерывание слежения за фазой несущей спутника GNSS, оценки часов в основном сбрасываются, и происходит скачок. Размер скачка ограничен точностью кодовых (псевдодальности) наблюдений, то есть на уровне 1 метра или 3 наносекунды в часах.

Мы можем утверждать, что сегодня определение орбиты и часов для спутников ГЛОНАСС может быть основано на действительно глобальной сети слежения, состоящей из высококачественных приемников геодезического типа. Это значительное улучшение произошло благодаря усилиям многих руководителей станций IGS и их организаций.

Рисунок 3. Количество сайтов в сети IGS, предоставляющих данные ГЛОНАСС, используемых для определения орбиты в CODE.

Рисунок 4. Текущее распределение комбинированных станций слежения IGS GPS и ГЛОНАСС.

Созвездие ГЛОНАСС

После выхода на полную орбиту группировки из 24 спутников в начале 1996 года группировка ГЛОНАСС быстро деградировала из-за экономических трудностей России после распада Советского Союза в сочетании с коротким сроком службы спутников ГЛОНАСС. С 2002 года группировка ГЛОНАСС медленно, но верно перестраивалась (см. Рис. 5). В настоящее время существует 21 активный модернизированный спутник ГЛОНАСС (ГЛОНАСС-М), срок службы которых значительно превышает срок службы исходных спутников.Кроме того, на орбите находятся два резервных спутника.

Рисунок 5. Развитие спутниковой группировки ГЛОНАСС с 1982 года.

Россия намерена создать полную группировку из 24 спутников к концу 2010 года. Для достижения этой цели запланированы еще два запуска трех спутников, один в августе и один в ноябре. Ноябрьский запуск может включать в себя спутник ГЛОНАСС нового типа — ГЛОНАСС-К. Версия ГЛОНАСС-К — более легкий негерметичный космический аппарат с расчетным сроком службы 10 лет.Помимо традиционных сигналов множественного доступа с частотным разделением каналов, он будет передавать сигналы множественного доступа с кодовым разделением каналов и использовать дополнительную полосу частот, перекрывающуюся с полосой GPS L5.

Точность орбиты и часов

Развитие возможностей отслеживания ГЛОНАСС в сети станций IGS, а также постоянный рост количества спутников ГЛОНАСС положительно повлияли на точность определения орбит и часов ГЛОНАСС. Это также значительно повысило интерес к системе ГЛОНАСС.Улучшение сети слежения IGS GNSS с почти чисто европейской сети до действительно глобальной в период с 2008 года по настоящее время оказало значительное влияние на качество орбит и часов ГЛОНАСС. Чтобы показать влияние на качество оценок орбиты ГЛОНАСС, мы смотрим на разницу между двумя независимыми последовательными решениями, охватывающими 24 часа от 0 до 24 часов GPS Time. Мы сравниваем «полуночную точку» обоих решений, то есть решение в конце одного дня (или дуги) и начало следующего дня (или дуги).Это даст нам оценку качества орбиты в худшем случае, потому что обычно орбита менее точна на границе орбитальной дуги по сравнению с серединой орбитальной дуги. Мы проанализировали эти различия орбит для всех спутников GPS и ГЛОНАСС отдельно для четырех периодов времени по полгода, используя стандартные решения IGS GNSS от ESOC. Различия вычисляются в трех разных направлениях, связанных со спутником: радиальное, вдоль пути и поперечное сечение. Временные интервалы:

• январь-июнь 2008 г. (6 месяцев)
• июль-декабрь 2008 г. (6 месяцев)
• январь-июнь 2009 г. (6 месяцев)
• июль-декабрь 2009 г. (6 месяцев)

Результаты показаны на Рисунке 6.Что касается спутников GPS, мы не видим никаких улучшений с течением времени. Качество орбит GPS отличное на уровне от 25 до 35 миллиметров для всех трех компонентов.

Рисунок 6. Эволюция качества орбиты GPS и ГЛОНАСС с января 2008 г. по декабрь 2009 г.

Помните, здесь мы рассматриваем наихудшие различия. Что касается ГЛОНАСС, мы можем увидеть значительное улучшение за четыре периода времени. В начале 2008 года качество орбиты было на уровне 120 миллиметров (поперечное сечение), которое значительно улучшилось до уровня 85 миллиметров.Важно отметить, что в течение этого временного интервала не было внесено никаких изменений в обработку, и что улучшения произошли благодаря улучшениям в сети слежения за станциями и спутниковой группировке ГЛОНАСС.

Качество часов оценить труднее, но за период с 2008 по 2009 год мы заметили, что оценки часов спутников ГЛОНАСС стали полными. В 2008 году, когда сеть слежения все еще была далека от глобальной, в слежении за спутниками ГЛОНАСС было много пробелов.Это означает, что в некоторые эпохи никакие станции не отслеживали спутник ГЛОНАСС. Такие промежутки вызывают скачки в оценках спутниковых часов, потому что наблюдения фазы несущей становятся прерывистыми, и эти скачки находятся на уровне 1 метра (3 наносекунды). Благодаря усовершенствованиям сети слежения IGS GNSS, теперь отслеживание ГЛОНАСС завершено, и подсчитываются часы для всех эпох. Сравнение часов двух аналитических центров, которые предоставляют оценочные часы для спутников ГЛОНАСС, показывает совпадение на уровне 80 пикосекунд, что лишь немного хуже, чем совпадение между часами GPS.Значительные смещения на уровне нескольких сотен наносекунд существуют только в часах ГЛОНАСС из-за внутренних частотно-зависимых задержек приемника. Однако продукты для измерения орбиты и часов ESOC GNSS идеально подходят для точного позиционирования точек с использованием GPS, ГЛОНАСС или, что еще лучше, обоих GNSS одновременно. Следует отметить, что с февраля 2010 года часы ESOC IGS теперь дискретизируются с интервалом 30, а не 300 секунд, что еще больше повышает их пригодность.

Выводы и перспективы

IGS пообещал стать услугой GNSS, изменив свое название в 2005 году, более четырех лет назад.Между тем созвездие спутников ГЛОНАСС, а также сеть слежения IGS GNSS сформировались и практически завершены. Для того, чтобы IGS стал истинным сервисом GNSS, значительное количество аналитических центров должно предоставлять GNSS вклад во все продукты IGS: окончательные, быстрые, сверхбыстрые и в реальном времени. Эти продукты должны быть получены в результате тщательного комбинированного анализа наблюдений всех активных спутников GNSS. Ожидается, что в течение следующих двух лет мы увидим значительное увеличение числа настоящих решений GNSS в рамках IGS, что является очень позитивным событием для мира GNSS.

В рамках IGS аналитические центры CODE и ESOC возглавляют усилия по GNSS. CODE предоставляет полностью согласованные продукты GPS / ГЛОНАСС на основе строго комбинированного подхода к обработке для всех продуктов IGS (конечных, быстрых и сверхбыстрых) с мая 2003 года или в течение семи лет. С начала 2008 года ESOC следует этой передовой практике для своих конечных продуктов, а в феврале 2010 года ESOC начал производить быстрые и сверхбыстрые продукты GNSS. Уникальной особенностью продуктов ESOC является то, что они включают часы для спутников ГЛОНАСС, даже с частотой дискретизации 30 секунд для конечных продуктов.CODE добавит часы ГЛОНАСС в свои продукты IGS очень скоро, в первом полугодии 2010 г., в fi
. Качество орбиты и часов ГЛОНАСС стало сопоставимым с качеством продуктов GPS в IGS. Однако, поскольку разрешение целочисленной неоднозначности фазы несущей ГЛОНАСС затруднено, продукты ГЛОНАСС будут и останутся несколько менее точными, чем продукты GPS.

Опыт, накопленный в CODE и ESOC путем полного объединения наблюдений систем GPS и ГЛОНАСС, проложит путь для интеграции дополнительных систем и сигналов в IGS.Следовательно, IGS сохранит свое лидирующее положение в предоставлении эталонного в самом широком смысле слова для всех GNSS. В ближайшем будущем это означает интеграцию наблюдений QZSS и Galileo, а также интеграцию новых трехчастотных сигналов от спутников GPS последнего поколения, Block IIF, запуск первого из которых был запланирован к запуску в прошлом месяце.

Положительные разработки GNSS в рамках IGS потребуют обновления программного обеспечения комбинации IGS, чтобы обеспечить истинную комбинацию GNSS.Аналитические центры CODE и ESOC указали, что они заинтересованы в выполнении этой важной задачи по переписыванию и усовершенствованию программного обеспечения для совмещения орбиты и часов IGS, чтобы сделать IGS истинным сервисом GNSS.

Благодарности

CODE — это результат сотрудничества Астрономического института, Бернского университета (Берн, Швейцария), Швейцарского федерального управления топографии (Ваберн, Швейцария), Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (Франкфурт-на-Майне, Германия) и Institut für Astronomische und Physikalische Geodäsie Технического университета Мюнхена (Мюнхен, Германия).

Авторы очень благодарны IGS и его многочисленным участникам за предоставление глобальной сети данных слежения за GNSS.

---

ТИМ СПРИНГЕР защитил докторскую диссертацию. получил степень доктора физики в Астрономическом институте Бернского университета (AIUB) в 1999 году. Он сыграл ключевую роль в развитии Центра определения орбиты в Европе (CODE), одного из аналитических центров IGS, расположенного в AIUB. С 2004 года он работал в Управлении навигационной поддержки (OPS-GN) в Европейском центре космических операций (ESOC) Европейского космического агентства (ESA) в Дармштадте, Германия.В этой группе он руководил разработкой нового программного обеспечения ESOC GNSS, которое используется для большинства операций GNSS в OPS-GN, включая анализы GIOVE-A и -B.

РОЛЬФ ДАЧ защитил кандидатскую диссертацию. по геодезии в Institut für Planetare Geodäsie Технологического университета в Дрездене, Германия. С 1999 года он работает ученым в AIUB, где возглавляет исследовательскую группу GNSS. Он курирует разработку Бернского программного обеспечения GPS, которое используется в CODE для деятельности в рамках аналитического центра AIUB IGS и в других местах.

---

ДАЛЬНЕЙШЕЕ ЧТЕНИЕ

• Статус и история ГЛОНАСС

Сайт Информационно-аналитического центра Российского космического агентства: www.glonass-ianc.rsa.ru.

«Обновленный ГЛОНАСС: улучшенные характеристики приемников GNSS» А.Е. Зиновьева, А.В. Вейцель, Д.А. Долгин в Proceedings of ION GNSS 2009, 22-е Международное техническое совещание спутникового отдела Института навигации, Саванна, Джорджия, 22–25 сентября 2009 г., стр.3271–3277.

«Другие спутниковые навигационные системы» С. Фейрхеллера и Р. Кларка, глава 11 в Понимание GPS: принципы и приложения, 2-е издание, под редакцией Э.Д. Каплан и С.Дж. Хегарти, издательство Artech House, Бостон, 2006 г.

«Характеристики ГЛОНАСС, 1995–1997 годы, и проблемы взаимодействия GPS-ГЛОНАСС» Г.Л. Кука в Navigation , Vol. 44, № 3, осень 1997 г., стр. 291–300.

«Обзор и обновление ГЛОНАСС» Р.Б. Лэнгли в GPS World, Vol.8, No. 7, июль 1997 г., стр. 46–51.

• Международная служба GNSS

«Международная служба GNSS в меняющемся ландшафте глобальных навигационных спутниковых систем» Дж. М. Доу, Р. Э. Нейлан и К. Ризос в Journal of Geodesy, Vol. 83, № 3-4, март 2009 г., стр. 191–198, DOI: 10.1007 / s00190-008-0300-3; опечатка: Vol. 83, № 7, июль 2009 г., стр. 689, DOI: 10.1007 / s00190-009-0315-4.

«Обработка GNSS в CODE: отчет о состоянии» Р. Даха, Э. Брокманна, С.Schaer, G. Beutler, M. Meindl, L. Prange, H. Bock, A. Jäggi и L. Ostini в Journal of Geodesy , Vol. 83, № 3-4, март 2009 г., стр. 353–365, DOI: 10.1007 / s00190-008-0281-2.

«Международная служба GNSS: есть вопросы?» автор: A.W. Мур в GPS World, Vol. 18, № 1, январь 2007 г., стр. 58–64.

Веб-сайт Центрального бюро IGS. Вопросы и ответы IGS, правила сайта, информация о доступе к данным и продуктам, а также сведения о сети доступны: http://igscb.jpl.nasa.gov

• Преимущества мульти-GNSS

«Преимущества GNSS с несколькими созвездиями: доступ даже к пользователям GNSS с одним созвездием» Б.Бонет, И. Алькантарилла, Д. Фламент, К. Родригес и Н. Зарраоа в материалах Proceedings of ION GNSS 2009, 22-е Международное техническое совещание спутникового отдела Института навигации, Саванна, Джорджия, 22-25 сентября 2009. С. 1268–1280.

«Оценка GPS / ГЛОНАСС RTK в различных условиях эксплуатации» Р.Б. Онг, М.Г. Петовелло и Г. Лашапель в Proceedings of ION GNSS 2009, 22-е Международное техническое совещание спутникового отдела Института навигации, Саванна, Джорджия, 22–25 сентября 2009 г., стр.3297–3308.

«Будущее уже наступило: GPS + ГЛОНАСС + SBAS = GNSS» Л. Ваннингера в GPS World, Vol. 19, № 7, июль 2008 г., стр. 42–48.

• Аномалии сигнала GNSS

«Аномальные гармоники в спектрах оценок положения GPS» Дж. Рэя, З. Альтамими, X. Коллилиё и Т. ван Дама в GPS Solutions, Vol. 12, № 1, январь 2008 г., стр. 55–64, DOI: 10.1007 / s10291-007-0067-7.

Состояние, перспективы и тенденции развития спутниковой навигации

Спутниковая навигация.2020; 1 (1): 22.

^{1, 2}

Guenter W. Hein

¹ Заслуга передового опыта, Universität der Bundeswehr München, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 9227000, Германия 9227000, Германия 2 Председатель правления, Munich Aerospace e. V., Ludwig Bölkow Campus, Willy-Messerschmitt-Str. 1, 82024 Taufkirchen bei München, Германия

¹ Заслуга передового опыта, Universität der Bundeswehr München, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 Neubiberg, Германия

² Председатель исполнительного совета Munich Aerospace.V., Ludwig Bölkow Campus, Willy-Messerschmitt-Str. 1, 82024 Taufkirchen bei München, Германия

Автор, ответственный за переписку.

Поступило 13.05.2020 г .; Принято 2020 июн 15.

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или любом формате при условии, что вы укажете надлежащую ссылку на оригинал. Автор (ы) и источник предоставляют ссылку на лицензию Creative Commons и указывают, были ли внесены изменения.Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной линии для материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons для статьи и ваше предполагаемое использование не разрешено законом или превышает разрешенное использование, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Abstract

В этом документе рассматривается состояние спутниковой навигации (по состоянию на 11 мая 2020 г.) — без претензий на полноту — и обсуждаются различные глобальные навигационные спутниковые системы, региональные спутниковые навигационные системы и спутниковые системы дополнения.Обсуждаются проблемы и задачи обеспечения безопасного и надежного судоходства в настоящее время. Обозначены новые возможности, перспективы и мегатенденции спутниковой навигации. Некоторые замечания завершают этот документ, подчеркивая большое значение спутниковой навигации в настоящее время и в будущем.

Ключевые слова: GPS, ГЛОНАСС, BDS, Galileo, Статус, перспективы, проблемы, мегатенденции

Введение

Проект глобальной системы позиционирования (GPS) был начат U.Министерство обороны США в 1973 году, первый прототип космического корабля Block 1 был запущен в 1978 году. Первый из девяти спутников в первоначальной серии Block II был запущен в 1989 году, и вся группировка из 24 спутников была введена в эксплуатацию (Full Operational Capability — FOC) в 1993 году.

Вскоре после (1982) российская система ГЛОНАСС была построена с первым окончательным операционным потенциалом (FOC) в 1996 году. Однако из-за короткого срока службы спутников группировка сократилась в 2002 году до всего семи спутники.В 2011 году FOC была снова достигнута с 24 спутниками после запуска в общей сложности примерно 140 спутников (Langley 2017).

На первом этапе Китай разработал систему активного позиционирования под названием BeiDou Navigation Demonstration System (BDS-1), которая была запущена в 1994 году и состояла из двух спутников на геостационарной околоземной орбите (GEO), запущенных в 2000 году и третьего. в 2003 году. На втором этапе система пассивного позиционирования BeiDou Navigation Satellite (региональная) система (BDS-2) следовала в период с 2004 по 2012 год с в общей сложности 14 спутников, в том числе 5 GEO, 5 наклонных геостационарных орбит (IGSO) и 4 средних Спутники на околоземной орбите (MEO), обслуживающие Азиатско-Тихоокеанский регион.Третий этап, навигационная спутниковая система с глобальным охватом BeiDou (BDS-3), будет разработан в период с 2004 по 2020 год. Он будет полностью завершен запуском 30 спутников (China Satellite Navigation Office 2019).

Европейский Союз (ЕС) запустил первые спутники для орбитальной проверки (IOV) GIOVE-A и GIOVE-B системы Galileo 2011. Galileo будет завершена в конце 2020 — начале 2021 года.

Очевидно, потребовалось 20 лет на создание первой глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), а именно GPS, последней, BDS-3, потребовалось всего 3 года.

Региональные навигационные спутниковые системы (Япония, Индия) были разработаны для присоединения к этому новому высокотехнологичному космическому миру и получения эксклюзивного доступа к системе по правительственным и военным причинам.

Поскольку GPS сначала рассматривалась как военная система (теперь она двойного назначения), гражданская авиация не решалась использовать ее для навигации и посадки самолетов. Спутниковые системы дополнения (SBAS) были разработаны во всем мире, обеспечивая пользователю необходимую целостность системы через спутники GEO.

Теперь мы можем показать более 47 лет современной спутниковой навигации: доступны четыре глобальные системы, две региональные системы и большое количество SBAS. Однако только менее чем через десять лет пользователь начал пользоваться этим преимуществом. Количество возможных приложений GNSS не ограничивается технологиями, а не нашим воображением. И развитие спутниковой навигации не закончено. Однако появляются новые возможности, появляются и новые угрозы для безопасного и надежного судоходства.

В данной статье рассматривается состояние глобальной, региональной и расширяющей систем. Обсуждаются проблемы и вызовы, намечаются новые возможности, перспективы и мегатенденции спутниковой навигации.

Спутниковые навигационные системы

Глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS)

Пользователям доступны четыре GNSS, две из которых уже полностью доступны, одна из них будет завершена в первой половине 2020 года (BDS-3), а другая станет полностью эксплуатация конец 2020 г. / начало 2021 г. (навигационная спутниковая система Galileo (Galileo)).При условии беспрепятственного обзора 11 мая 2020 года в Мюнхене можно будет использовать 35 спутников GNSS с учетом угла маски 10 ° (рис.). Доступно 5 спутников SBAS. Создана система систем GNSS (рис.).

GNSS: система систем. (Южнокорейская система KPS не рассматривается, поскольку разработки еще не начались)

Для трехмерного позиционирования и навигации требуется минимум четыре спутника. Таким образом, даже в городах мы можем увидеть некоторую избыточность спутников.Так называемая совместимость (в самом строгом смысле, предполагающая одни и те же центральные частоты, но разные коды), достигаемая между почти всеми четырьмя GNSS, может иметь недостаток, заключающийся в том, что внутренний уровень шума увеличивается, вызывая в конечном итоге проблемы с получением сигнала приемниками (Hein 2010 ). В соответствии с этим, преимущество различных GNSS, когда количество спутников, скажем, больше 24, сомнительно, поскольку все приемники в любом случае относятся к типу multi-GNSS (по крайней мере, в гражданском мире), больше нет приемников, учитывая только одна система построена и продана, а гражданский пользователь применяет определение местоположения с несколькими GNSS.Аналогичные аргументы можно найти и в отношении региональных спутниковых навигационных систем.

Их основной целью может быть только военное дело и / или отслеживание высокотехнологичных разработок в этой спутниковой области. Например, две региональные системы Японии (QZSS) и Южной Кореи (KPS) расположены так близко друг к другу, что обе будут видны пользователям в соответствующих странах. Как упоминалось выше, 35–40 спутников (в зависимости от угла маски) видны пользователю в местах, где нет препятствий.Неужели нам нужно столько спутников, нам нужны четыре глобальные системы? Четыре спутника необходимы для трехмерного позиционирования, а при объединении нескольких GNSS — до трех дополнительных спутников для определения временных сдвигов между ними. Что мы делаем с такой избыточностью спутниковых наблюдений? Автономный мониторинг целостности с несколькими приемниками (RAIM) может применяться для контроля различных спутниковых наблюдений / систем, и становятся возможными усовершенствованные меры по снижению многолучевого распространения, просто говоря о двух приложениях.Однако есть и другие возможности, которые еще не исследованы!

Глобальная система позиционирования (GPS)

Первые два спутника GPS III следующего поколения были запущены 23 декабря 2018 г. и 22 августа 2019 г. соответственно и успешно завершили орбитальную проверку. Основные новые функции спутников GPS III включают повышенную точность и мощность передачи, внутреннюю целостность сигнала, новый гражданский сигнал L1C и более длительный срок службы до 15 лет. Запуск третьего спутника GPS III запланирован на июль 2020 года.В настоящее время (21 апреля 2020 года) в эксплуатации находятся 11 спутников Block IIR, 7 Block IIR-M, 12 Block IIF и 1 Block III. Система оперативного управления следующего поколения (OCX) — это будущая версия сегмента управления GPS, которая будет управлять всеми модернизированными и устаревшими спутниками GPS, управлять всеми гражданскими и военными навигационными сигналами и обеспечивать повышенную кибербезопасность и устойчивость для операций GPS следующего поколения. OCX будет готов к переходу на работу в середине 2022 года (http: //www.gps.gov).

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

Последний запуск системы ГЛОНАСС-М состоялся 16 марта 2020 года. Новое поколение спутников ГЛОНАСС-К находится в стадии разработки, два первых космических аппарата уже находятся на орбите. Дальнейшие запуски ГЛОНАСС-К ожидаются в следующем году с помощью ракет «Союз» и «Протон-М». Основными недавними изменениями в системе ГЛОНАСС являются введение сигналов множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) при сохранении сигналов множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и улучшение стабильности встроенных часов.В будущем планируется добавить региональную часть ИГСО (ГЛОНАСС-B), аналогичную BeiDou, и лучшую глобальную географически распределенную сеть управления (в настоящее время только для России). Между тем, бортовые перекрестные ссылки используются для обновления орбиты и часов за пределами текущей видимости наземного управления (http://www.glonass-iac.ru/en/).

Навигационная спутниковая система Galileo (Galileo)

Следующие два спутника, которые будут запущены с космическим кораблем «Союз», запланированы на конец 2020 года или начало 2021 года, что позволит модернизировать группировку до 24 действующих спутников (включая три спутника орбитальной проверки (IOV) ), см. e.грамм. http://www.gsc-europa.eu/system-service-status/constellation-information, http://www.gsa.europa.eu/european-gnss/galileo/galileo-european-global-s satellite-based- навигационная система (Chatre and Benedicto 2019). Исходя из этого, Европейский Союз может объявить о «полной эксплуатационной готовности» в зависимости от того, как это будет определено. Ранее заявления ЕК искали 30 спутников. Ошибка сигнала в пространстве (SISE) около 0,25 м (95%), достигнутая в 2019 году (Benedicto, 2019), меньше, чем у GPS (https: // www.nstb.tc.faa.gov/reports/2019_Q4_SPS_PAN.pdf), (Barnes 2019; Lavrakas 2020). Однако эти значения зависят от частоты обновления Galileo (100 мин) по сравнению с GPS (12 ч).

В Galileo произошел сбой с 11 по 17 июля 2019 года. 6-дневный перерыв в обслуживании произошел во время обновления системы в наземной инфраструктуре из-за неправильного обращения с временным оборудованием и последующих событий.

Контракт на первый заказ (партия 4) перехода Galileo на спутники Galileo второго поколения (G2G) планируется разместить в конце 2020 года.Пакет-3 для запасных частей на орбите и замены самых старых спутников Galileo (IOV) (запущен в 2011/12 г.) состоял из 12 спутников. С тех пор было принято решение о бесплатном «коммерческом сервисе», и старый коммерческий сервис будет заменен сервисом высокой точности (HAS) и сервисом коммерческой аутентификации (CAS), которые, как ожидается, будут введены в действие. в 2020 году. HAS обеспечит точное позиционирование точки (PPP) в E6B и достигнет точности 20–40 см по всему миру с 5-минутной сходимостью.Дополнительные поправки, транслируемые регионально в Европе, будут иметь целевое схождение в пределах 100 с.

BeiDou Navigation Satellite System (BDS)

С ноября 2017 года было осуществлено 18 последовательных запусков в течение 2 лет. 28 спутников БДС-3 и резервные спутники БДС-2 успешно выведены последний запуск 9 марта 2020 года вывел 54-й спутник БДС и 29-й спутник БДС-3 на заданную геостационарную орбиту, а строительство БДС-3 вступило в завершающую стадию. .Еще один спутник GEO будет запущен, вероятно, в мае 2020 года, что завершит работу системы BDS-3 примерно на полгода раньше запланированного срока. Номинальная группировка BDS-3 состоит из 24 спутников MEO, 3 спутников IGSO и ​​3 спутников GEO. BeiDou имеет межспутниковые связи, а также предоставляет услугу PPP (Ли и др., 2014, 2020; Руан и др., 2020; Вьет и др., 2020; Ян и др., 2020; Чжан и др., 2019; Чжу и др., 2018), (www.en.beidou.gov.cn).

Орбитальные группировки GNSS (по состоянию на 11 мая 2020 г.) представлены в таблице.

Таблица 1

Орбитальные группировки GNSS (статус на 11 мая 2020 г.)

BDS-2

Созвездие GNSS Статус 11.05.2020	GPS	ГЛОНАСС	Galileo	BDS-2	BDS-2	BDS-2	BDS-2	BDS-2	BDS-2	BDS-2	BDS-2
Общее количество спутников в созвездии	32	27	24	15	34
Оперативное	31	24	22	15	09		или						5
На ремонте	1
9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 9033 фаза испытания		1	2
IOV SV включен в оперативную группировку			3

Региональные навигационные спутниковые системы (RNSS)

Индийская региональная навигационная спутниковая система IRNSS3 / Nav000 / NavIC.Основная цель независимой индийской спутниковой системы определения местоположения для критически важных национальных приложений — предоставление надежных услуг по определению местоположения, навигации и времени на территории Индии и примерно на 1500 км вокруг Индии. Недавно он был (пере) назван Navigation with Indian Constellation (NavIC). В настоящее время он состоит из трех спутников GEO и пяти спутников IGSO. В январе 2017 года произошел полный отказ IRNSS 1A, когда вышли из строя все 3 атомных часа. Один запуск (IRNSS-1H, 3 августа 2017 г.) оказался неудачным, спутник не смог выйти на орбиту.

Японская квазизенитная спутниковая система (QZSS)

На рисунке показана QZSS, региональная спутниковая навигационная система, дополняющая GPS. После 2020/23 года он также возьмет на себя передачу японских (многофункциональных) спутниковых систем дополнения (SBAS), называемых многофункциональными транспортными спутниками (MTSAT) (или MTSAT Satellite Augmentation System (MSAS)), обслуживающих в настоящее время в основном авиацию. Три других спутника будут добавлены после 2023 года, в результате чего текущий QZSS будет расширен четырьмя спутниками IGSO.

Региональная южнокорейская система позиционирования (KPS)

В своем 3-м базовом плане развития космического пространства правительство Южной Кореи решило в феврале 2018 г. спланировать собственную региональную спутниковую навигационную систему из трех GEO и четырех эллиптических IGSO (рис.), Аналогично к NavIC и QZSS, покрывая Южную Корею и около 1000 км ее окрестностей.

Региональная южнокорейская система позиционирования (KPS) — созвездие и зона цели. Ссылка: Moonbeom (2019)

Спутниковые системы дополнения (SBAS)

SBAS имеет две основные цели: обеспечение целостности для гражданской авиации и передача дифференциальных GNSS и ионосферных поправок.Это достигается с помощью геостационарных спутников (обычно от двух до трех на SBAS), которые передают так называемое сообщение целостности и поправки. Соответствующая наземная сеть, покрывающая рассматриваемую зону SBAS, определяет целостность GPS, дифференциальные и ионосферные поправки и связывает ее с GEO. В настоящее время в Европе разрабатывается Европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS) V3, первая в мире двухчастотная (L1 / E1, L5 / E5a) двухчастотная система SBAS (GPS и Galileo), которая будет введена в эксплуатацию примерно в 2026 году, когда Доступны полные рабочие возможности (FOC) GPS L5.На рисунке показаны реализованные и разрабатываемые глобальные системы SBAS.

Проблемы и вызовы

Совместимость. ¹ Есть веские причины, по которым L-диапазон был выбран в основном для систем спутниковой навигации (всепогодные системы). Однако все частоты сильно заняты. В прошлом интеллектуальные методы обработки сигналов допускали сосуществование нескольких навигационных сигналов в пределах определенного небольшого уровня помех (например, <0,2 дБ). Все еще есть намерения поставить еще больше сигналов в L-диапазоне и частотах GPS / GNSS.Коммуникационные сигналы широкополосной сети 5G Ligado были одобрены (с условием «Вещание, пока вы его не сломаете» - Стандарт помех GPS) в конце апреля 2020 года Федеральной комиссией по связи США (FCC), несмотря на озабоченность Министерства обороны США. Министерство транспорта и многие другие, см. https://www.gpsworld.com/fcc-approves-ligado-broadband-network-dod-and-gps-industry-react/.

Для всех поставщиков систем спутниковой навигации это серьезный вопрос, как может быть реализовано любое будущее развитие сигналов.Возможное использование интеллектуальных методов обработки сигналов, как упомянуто выше, приближается к пределу — никакие другие сигналы в L-диапазоне невозможны. Диапазон S уже переполнен, а использование диапазона C (исследованного США еще в 1960-х годах при разработке GPS) имеет более серьезные недостатки (большая требуемая мощность сигнала на спутнике и / или активной антенне, влияние дождя и снега. , более крупные антенны и более высокие затраты на приемник), чем оценка значения возможного повышения точности за счет меньших длин волн.Гибкость в генерации и передаче сигналов на спутниковом уровне и приеме пользователей может способствовать решению проблемы перегрузки полос частот, обеспечивая (частично) обратную совместимость в грядущих эволюциях спутниковых навигационных систем.

Un — Преднамеренные и запланированные помехи (глушение и спуфинг) увеличиваются с каждым днем, делая все более и более сложным или даже невозможным полностью защитить сигналы безопасности жизни и разрешенные / военные сигналы.Устройства постановки помех ГНСС может легко купить любой желающий, в том числе в Интернете. Во многих странах их можно приобрести легально, хотя их использование не разрешено. Можно ожидать увеличения количества всех видов преднамеренных и непреднамеренных помех в полосе частот GNSS. Кроме того, в настоящее время легко доступны спуфинговые устройства, которые в прошлом были доступны для военного использования только в NAVigational WARfare (NAVWAR). Некоторые меры принимаются для отслеживания помех, но они больше в местном и региональном масштабе.Аутентификация сигнала GNSS является мощным аналогом спуфинга GNSS. Большинство GNSS-приемников не оснащены программным обеспечением для обнаружения или устранения помех и спуфинга для этих эффектов. Спутники GNSS прошлого не были готовы к кибератакам.

Однако все эти разработки могут иметь решающее влияние на приложения, связанные с безопасностью. Обеспечение безопасной и надежной спутниковой навигации станет одной из основных задач будущего (Kaplan 2019; Simsky 2019), (https: // www.maritimeglobalsecurity.org/media/1043/2019-jamming-spoofing-of-gnss.pdf).

На стороне системы одной из возможностей могло бы быть применение передовых методов расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты, когда сигнал быстро переключает передаваемые сигналы, а также соответствующие методы защиты от помех (см., Например, Gao et al.2018). Конечно, увеличение мощности сигнала передающего спутника на большое количество дБ (см., Например, мощность ГЛОНАСС-К2 4370 Вт) было бы наилучшим методом защиты от помех, однако для этого требуются более крупные спутники и нарушаются требования МСЭ (Международный союз электросвязи ) условности и правила при использовании большой мощности.

Из вышесказанного мы можем сделать вывод, что в будущем нам придется решать задачи по улучшению не только приемников, но и спутников в отношении защиты от помех, спуфинга и других кибератак (Harrison et al.2020; Wang et al. al.2020).

Взаимодействие ² в самом строгом смысле, предполагая одинаковые центральные частоты для сигналов (H / W), но позволяя использовать разные коды (S / W) и другую систему отсчета как по времени, так и по координатам, имеет большое преимущество для пользователя простой приемник для отслеживания сигналов от нескольких систем спутниковой навигации.Однако и здесь мы можем подойти к пределу. Мы увеличиваем минимальный уровень внутреннего шума спутника до уровня, при котором у нас могут возникнуть проблемы с получением сигналов с помощью обычного приемника (Hein 2010). Функциональная совместимость имеет еще одно преимущество для пользователя: она заставляет системы принимать улучшения, исходящие от других. Рынок будет рассматривать систему в навигационном чипе только в том случае, если она по качеству сопоставима с другими. В противном случае он игнорировал бы системы, которые не могут способствовать комбинированному подходу.Постепенная цифровизация как полезной нагрузки спутниковой навигации, так и пользовательского приемника, включая интерфейсный модуль, может изменить строгие требования к аппаратному обеспечению для взаимодействия в ближайшем будущем, в частности, при условии идентичных центральных частот.

Новые возможности и перспективы

Расширенный автономный мониторинг целостности приемников (ARAIM) и SBAS

Общепризнано, что ARAIM имеет большой потенциал для SBAS (Сотрудничество ЕС-США в области спутниковой навигации 2015 г .; Сотрудничество ЕС-США в области спутниковой навигации 2016 г. ; Фернандес и др.2019). Ожидается, что горизонтальный ARAIM будет доступен примерно в 2023 году, а вертикальный ARAIM — через несколько лет. Гарантия на системы SBAS действует до 2035 года, особенно для авиации (http://www.faa.gov). Но что будет после 2035 года? Станут ли системы SBAS устаревшими?

Потенциал беспроводных сетей 5G

Внедрение беспроводных сетей 5G ожидается после 2020 года (рис.). Процесс стандартизации для первого выпуска, включающего возможности 5G, был завершен в июне 2018 года с выпуском 15 3GPP.Фаза 2 близится к завершению. Технология 5G с ее многочисленными новыми критически важными услугами и приложениями для определения местоположения может представлять собой новую мобильную революцию в беспроводной среде. Основными целями являются Интернет вещей (IoT) и сверхбыстрая расширенная мобильная широкополосная связь с использованием миллиметровых диапазонов волн и малых сот. Стандартизированные уровни позиционирования 3GPP можно найти в Prieto-Cerdeira et al. (2019, таблица 2). Конкурент нашей ГНСС? Или количество приложений GNSS уменьшится? Или, скорее всего, для определенных приложений начнут развиваться гибридизация / слияние GNSS / 5G.

Приложения для беспроводных сетей 5G — Ссылка Prieto-Cerdeira et al. (2018)

Далее будет краткое обсуждение роли GNSS и 5G, вероятнее всего, в будущем (Cozzens 2019; Kishiyama et al. 2017; Prieto-Cerdeira et al. 2018, 2019) (Рисунок. ).

Приложения беспроводных сетей 5G и GNSS

Синхронизация 5G с помощью GNSS Высокопроизводительные мобильные услуги, предоставляемые по сетям 5G, чрезвычайно зависят от точного времени от GNSS, поэтому они могут синхронизировать радиостанции, запускать новые приложения и минимизировать помехи.

GNSS в районах с малонаселенным населением Высокая точность сетей 5G может быть реализована только при использовании большого количества базовых станций с большой плотностью населения. Из-за коммерческого характера действующих компаний это будет только в том случае, если население велико — конечно, не в сельской местности.

Выделенные сети 5G для крупных компаний и производства Чтобы стать независимыми операторами связи и стремиться к наивысшей см / мм точности позиционирования 5G внутри и вне помещений для своего производства, крупные предприятия намерены устанавливать и эксплуатировать собственные локальная сеть 5G с плотной базой станций.Здесь GNSS может быть заменен на 5G (кроме времени GNSS).

Слияние GNSS и 5G в городских районах Из-за того, что GNSS может иметь пониженную точность в городских каньонах из-за ограниченной доступности спутников, неблагоприятной геометрии спутников и множественной многолучевости, слияние см-волны 5G с GNSS может приводят к более высокой точности позиционирования (Peral-Rosado et al. 2018). Следовательно, необходима совместимость и функциональная совместимость 5G и GNSS.

Спутниковая навигация и новый космос (Hein 2018; Reid et al.2018)

В последние годы в космических технологиях произошел шаг под названием «Новое пространство». Хотя единого определения нет, это определенно движение и новая философия, охватывающая развивающуюся во всем мире частную космическую и аэрокосмическую отрасль, которая более ориентирована на социально-экономическое развитие. Другими словами, работать коммерчески и независимо от государственных (политических) космических программ с более быстрым, дешевым и лучшим доступом в космос.

В более широком определении New Space дополнительно рассматриваются новые бизнес-модели и новые производственные процессы, основанные на альтернативных методах (ESA Space 4.0).

Примерами новых космических систем могут быть системы на низкой околоземной орбите (НОО) со многими сотнями или даже тысячами мини-спутников, предназначенных в основном для связи и Интернета. OneWeb (https://onewebsatellites.com), который стремился запустить не менее 648 спутников для обеспечения глобальной широкополосной связи, имеет 74 спутника на орбите. ³ SpaceX Starlink (https://www.spacex.com/webcast) в настоящее время строится. SpaceX разместила на орбите 60 спутников Starlink после успешного запуска 22 апреля 2020 года, в результате чего проект широкополосного интернета будет задействован более чем на 420 спутниках.Первая фаза сети Starlink будет включать 1584 спутника, вращающихся на высоте около 550 км над Землей в плоскостях, наклоненных на 53 градуса к экватору. Эту часть созвездия SpaceX намеревается запустить до конца 2020 года (https://www.nzz.ch/wissenschaft/starlink-so-funktioniert-das-satelliteninternet-von-elon-musk-ld.1493375).

Amazon Project Kuiper (https://www.geekwire.com/2019/amazon-project-kuiper-broadband-s satellite) переместится в 2020 году в постоянную штаб-квартиру исследований и разработок с современным оборудованием для разработка и тестирование запланированной мега-группировки из 3236 спутников LEO на высотах 590/609/629 км для высокоскоростной широкополосной связи с малой задержкой.Telesat Canada (https://www.telesat.com/news-events) имеет аналогичные планы в отношении широкополосной связи, которые планируется запустить со своих спутников LEO (первые спутники фазы 1 LEO были запущены в 2018 году).

Но можно ли использовать эти системы LEO для спутникового позиционирования и навигации?

Некоторые быстрые соображения: сигналы GPS транслируются на 27 Вт, которые принимаются на Земле при 158 × 10 ⁻¹⁸ Вт. LEO-сигналы Starlink на 1000 × (30 дБ) сильнее по сравнению с MEO (GNSS).Но для покрытия 1 MEO требуется 7 НОО.

200+ LEO необходимы для аналогичного покрытия — нет проблем, все упомянутые системы LEO имеют значительно больше, чем 200 спутников. Следовательно, геометрия (снижение точности — значения DOP) в три раза лучше, чем у нынешней GNSS. Учитывая далее, что ошибка позиционирования приблизительно равна ошибке диапазона пользователя (URE) сигнала в пространстве (SIS) x геометрии, становится ясно, что геометрия системы LEO в три раза лучше и ослабляет URE.Созвездие, подобное SpaceX Starlink, может иметь в три раза худшее URE и по-прежнему обеспечивает характеристики позиционирования, сравнимые с GPS (около 3 м по горизонтали, 4–5 м по вертикали).

Атомные часы в масштабе микросхемы (малое энергопотребление <120 мВт, небольшой объем 17 куб. См, низкая стоимость <1000… 300 долларов США) на спутниках LEO примерно в 100 раз хуже за один день по сравнению с атомными часами GPS. Однако мы можем получить сопоставимые характеристики, если бы они обновлялись один раз на орбиту LEO (примерно каждые 100 минут) вместо одного раза в 12 часов (GPS).Простые расчеты орбит низкоорбитальных орбит наземными станциями показывают, что можно достичь среднеквадратичного значения 3 м при использовании дополнительных перекрестных связей даже приблизительно 1,5 м.

А как насчет затрат? Правительство не должно предоставлять деньги налогоплательщиков…?

Можно только догадываться, будут ли на самом деле реализованы все упомянутые выше системы LEO для спутниковой связи и Интернета. В результате между компаниями возникнет колоссальная конкуренция за доли рынка, что также повлияет на наземную связь, в частности на беспроводные сети 5G.Кроме того, я бы не ожидал, что различные компании изменят свои полезные нагрузки, включив в них спутниковую навигацию, как обсуждалось выше.

Тем не менее, компания Beijing Future Technology Company (Su et al., 2019; Yang, 2019) планирует, разрабатывает и будет эксплуатировать спутниковую систему дополнения к MEO GNSS, которая называется Centispace-1 (рис.), И будет эксплуатировать ее. Небольшие спутники весом ок. 100 кг в созвездии Уокера 120/12/0, высота 975 км и наклон 55 ° должны принимать GNSS от спутников MEO и передавать на интероперабельных частотах GNSS L1 / L5.Разработаны высокоскоростные перекрестные связи между спутниками. Запуск первого экспериментального спутника произошел уже в 2018 году, пять экспериментальных спутников последуют за ним в 2020 году. В период с 2021 по 2023 год будет запущено 120 действующих спутников и завершен наземный сегмент. Centispace-1 обеспечит высокую точность и сервис порядка 50 см, а также сервис целостности с временем срабатывания сигнализации <3 с и глобальной доступностью 99,99%. При комбинированной обработке с данными MEO GNSS ожидается позиционирование точки <10 см со значительно меньшим временем конвергенции менее 1 мин (из-за высокого доплеровского сдвига спутников LEO).

Спутниковая система функционального дополнения Centispace-1 LEO. Ссылка: Yang (2019)

Однако это не будут последние разработки в ближайшие годы. Технология Cubesat и множество недорогих миниатюрных датчиков с низким энергопотреблением, устанавливаемых на них, позволят использовать множество новых приложений IoT, а также дополнить LEO различные MEO GNSS.

Мегатенденции в спутниковой навигации

Глобальные навигационные спутниковые системы Как упоминалось выше, все четыре GNSS будут полностью готовы к работе к концу 2020 — началу 2021 года.Китайская BDS, также последняя из которых началась с разработок, является наиболее продвинутой: в настоящее время это единственная система, которая имеет региональную часть со спутниками IGSO (которые также будут использоваться для передачи сообщений SBAS), и она будет в последующие годы уже расширен компонентом LEO под названием Centispace, что значительно сокращает время сходимости высокоточного абсолютного позиционирования.

GPS III повысит свою надежность в ближайшие годы, тогда как Galileo еще предстоит доказать это (в частности, после длительного простоя в 2019 году).ЕКА изучило региональный аспект спутников IGSO над Европой в отношении эволюции системы. Однако пока не решено, будет ли это реализовано со вторым поколением Galileo после 2025 года. Аналогичные планы есть у российской системы ГЛОНАСС (ГЛОНАСС-Б). Однако еще более необходима глобально распределенная наземная система управления ГЛОНАСС.

Региональные навигационные спутниковые системы Южнокорейская система KPS будет развиваться в течение следующего десятилетия, перекрывая японскую систему QZSS, которая в дальнейшем будет расширена до 7 спутников.

Satellite — Системы дополнения (SBAS) Ожидается, что после выхода первой двухчастотной двухсистемной системы EGNOS V3 Россия и Китай также включат в свои SBAS свои собственные GNSS (ГЛОНАСС и BDS, соответственно). дополнение к GPS. В то время как SBAS в Южной Корее, России, Австралии и Китае все еще разрабатываются, и гарантия доступности SBAS для гражданской авиации гарантирована до 2035 года, ARAIM уже демонстрирует свой большой потенциал для обеспечения целостности Cat-I, аналогичной SBAS. .Горизонтальный ARAIM будет доступен в ближайшие 3-4 года, а вертикальный ARAIM может появиться к концу этого десятилетия. Заменит ли он SBAS после 2035 года?

CubeSats, mini — и nano — спутники Потенциал CubeSat и доступность миниатюрных, маломощных и недорогих датчиков для этих мини- или наноспутников на LEO увеличивается с каждым днем. см. например https://www.nanosats.eu, https://www.esa.int/Enhibited_Support/Space_Engineering_Technology/Technology_CubeSats, https://www.esa.int/nasa.gov/mission_pages/cubesats/index.html. Таким образом, многие приложения IoT и других приложений наблюдения Земли становятся возможными в региональном масштабе с относительно небольшим бюджетом. CubeSats прошли время, когда они рассматривались только как образовательный инструмент для университетов. Дорогостоящее упрочнение полезной нагрузки в пространстве заменяется более дешевыми интеллектуальными (избыточными) методами. В течение следующих лет CubeSats сформируют космические дополнения на LEO к существующей GNSS. Тем не менее, это также будет полезно для исследования Луны, Марса и других планет.Соответствующие исследования уже проводятся. Скоро мы увидим GNSS за пределами Земли до Луны и дальше в космос (https://www.esa.int/Enables_Support/Space_Engineering_Technology/Winning_plans_for_CubeSats_to_the_Moon).

Цифровизация будет учтена в полезной нагрузке GNSS, что позволит перепрограммировать на орбите сигналы и передачи GPS, а — искусственный интеллект — в управлении космическим движением.

Quantum communications сделает спутниковую навигацию более надежной и надежной.Квантовая связь использует законы квантовой физики для защиты данных. Эти законы позволяют частицам — обычно фотонам света для передачи данных — принимать состояние суперпозиции, что означает, что они могут представлять несколько комбинаций 1 и 0 одновременно. Прелесть с точки зрения кибербезопасности заключается в том, что передача высокочувствительных данных с помощью квантовой связи является сверхбезопасной.

В ближайшие годы мы увидим множество проектов, направленных на решение одной из основных задач спутниковой навигации: Безопасность и безопасность GNSS (космическая кибербезопасность) .В последние годы наше общество и экономика стали в значительной степени зависеть от GNSS, компьютерных сетей и решений Интернета вещей (IoT). Это привело к значительному росту кибератак. Большие данные, виртуальная и дополненная реальность и искусственный интеллект еще больше увеличат киберриски. Эта развивающаяся среда предоставляет космической отрасли новые возможности для разработки новых коммерческих решений в области кибербезопасности.

Приемник GNSS Хотя H / W и S / W инструменты, такие как инерциальная навигационная система на микросхеме, атомные часы в масштабе микросхемы, фазированная антенная решетка, разработаны методы обнаружения / смягчения помех, а также помехи и спуфинг Возможно, такое случается, но рассмотрение этих инструментов в гражданских приемниках все еще редко.Смартфоны добились определенного прогресса, которые в настоящее время оснащены почти всеми GNSS и RNSS. Телефоны Android предоставляют возможность использовать необработанные данные GNSS и могут использовать программное обеспечение собственной разработки для определенных пользовательских приложений. Можно ожидать, что со временем будет внедряться все больше и больше датчиков, сочетающих различные методы навигации.

Беспроводные сети 5G При наличии плотной сети базовых станций беспроводная связь 5G может обеспечить сантиметровую навигацию, однако только в локальном масштабе.Будет ли она заменять или дополнять / локально дополнять глобальную GNSS, как показано на рис.? Интересные события, за которыми нужно внимательно следить и следить.

Борьба с космическим мусором Как упоминалось выше, в ближайшие годы будут запущены тысячи спутников. В прошлом Международной космической станции (МКС) приходилось часто менять курс, чтобы избежать серьезных повреждений космическим мусором и другими спутниками. Поэтому исследования по управлению космическим движением начались в ЕКА и будут интенсивно продолжаться в течение следующего десятилетия. Спутниковая навигация будет играть важную роль (https: // www.esa.int/Safety_Security/Space_Debris).

Некоторые примечания

1. Хотя нам приходилось думать в более длительных временных рамках, учитывая развитие GNSS (которое вначале заняло почти два десятилетия), трудно предсказать будущее спутниковой навигации. Как и компьютеры, приемники GNSS амортизируются в течение трех лет. Поэтому понятно, что прогноз на более чем несколько лет практически невозможен.

2. Если мы смотрим в будущее GNSS и RNSS, мы должны принять:

   Сигнал слабый… Сигнал легко заглушается… Сигнал можно подделать… Сигнал подвержен атмосферным возмущениям… Сигнал не не проникает в здания… У сигнала есть проблемы с городскими и естественными препятствиями…

   Но есть ли реальная замена или альтернатива GNSS?

   • Резервное копирование через eLoran? Иридиум СЛЕДУЮЩИЙ?

   • Атомные часы с микрочиповой шкалой, другие наземные системы?

   • Сопоставление карт, радар, лидар, видение?

   • Идентификатор сотовой связи, 5G, INS, WiFi?

   Однако ни одна из вышеперечисленных систем не является всепогодной, имеет превосходную точность, глобальный охват, высокую надежность, низкую стоимость, низкую сложность, минимальные потребности в инфраструктуре, универсальность.

3. Системы спутниковой навигации не похожи на другие космические проекты, обслуживающие лишь небольшие научные сообщества, и служат всего несколько лет. Они обслуживают каждого гражданина с помощью определения местоположения, навигации и времени (PNT). PNT никогда не является первичным продуктом; это активатор для многих приложений с добавленной стоимостью. Критическая инфраструктура многих государств уже зависит от GNSS. После более чем двух десятилетий создания спутниковых систем спутниковая навигация останется на многие десятилетия…

4. В настоящее время (апрель 2020 г.) неясно, в какой степени будет влияние всемирной пандемии коронавируса и последующего кризиса в экономике. До сих пор мы наблюдали задержки с запуском спутников, космическими проектами и заявлением о банкротстве OneWeb.

Вклад авторов

Части этого документа были взяты из вклада автора в Мюнхенский аэрокосмический отчет «Новые горизонты космических технологий», апрель 2020 года.

Доступность данных и материалов

Обмен данными невозможен применимо к этой статье, поскольку в этой обзорной статье не были созданы или проанализированы наборы данных.

Конкурирующие интересы

Автор заявляет, что у него нет конкурирующих интересов.

Сноски

¹ Под совместимостью понимается возможность использования служб космического позиционирования, навигации и синхронизации по отдельности или вместе, не создавая помех для каждой отдельной службы или сигнала и не влияя отрицательно на национальную безопасность. (NSPD-39: Политика США в отношении местоположения, навигации и времени в космосе, 15 декабря 2004 г.).

² Функциональная совместимость означает возможность совместного использования гражданских космических служб позиционирования, навигации и синхронизации для обеспечения лучших возможностей на уровне пользователя, чем можно было бы достичь, полагаясь только на одну службу или сигнал.(NSPD-39: Политика США в отношении местоположения, навигации и времени в космосе, 15 декабря 2004 г.).

³ 28 марта 2020 года OneWeb подала иск о банкротстве. Другие системы LEO, такие как Iridium, Globalstar, Orbcomm и Teledesic, обанкротились около двух десятилетий назад, хотя только Teledesic не смогла выйти из банкротства и развернуть созвездие второго поколения (Генри 2020).

Источники

• Барнс, Д. (2019). Состояние и модернизация GPS. Презентация на саммите по спутниковой навигации в Мюнхене 2019.
• Бенедикто Дж. (2019). Направления 2020: Галилео движется вперед. GPS World, 14 декабря 2019 г.
• Шатре, Э., и Бенедикто, Дж. (2019). 2019 — Обновление программы Галилео. В материалах Труды 32-го международного технического совещания спутникового подразделения Института навигации (ION GNSS + 2019), Майами, Флорида, , сентябрь 2019 г., стр. 650–698.
• China Satellite Navigation Office. (2019). Разработка навигационной спутниковой системы BeiDou (версия 4.0). Опубликовано CSNO, декабрь 2019 г.
• Cozzens, T. (2019). ESA тестирует позиционирование 5G с помощью привода GNSS + UWB. GPS World, 1 октября 2019 г.
• Сотрудничество ЕС и США в области спутниковой навигации. Рабочая группа C-ARAIM Техническая подгруппа. Отчет о вехе 2. Окончательный вариант. 11 февраля 2015 г. https://www.gps.gov/policy/cooperation/europe/2015/working-group-c/ARAIM-milestone-2-report.pdf.
• Сотрудничество ЕС и США в области спутниковой навигации. Рабочая группа C-ARAIM Техническая подгруппа. Отчет по этапу 3.Окончательный вариант. 25 февраля 2016 г. https://www.gps.gov/policy/cooperation/europe/2016/working-group-c/ARAIM-milestone-3-report.pdf.
• Фернандес, Г., Перикачо, Дж. Г., Мартинес, А., Яницки, К., Селада, Дж., Браво, Ф., Фернандес, М. А., Родригес, Д., Эстебан, В. М., и Барриос Дж. (2019) Непрерывные онлайн-эксперименты и демонстрации ARAIM в реальном времени с помощью magicARAIM Suite. В материалах Proceedings 32-го международного технического совещания спутникового подразделения института навигации (ION GNSS + 2019), Майами, Флорида , сентябрь 2019 г. (стр.2796–2818). 10.33012 / 2019.16921.
• Гао И, Сяо И, Ву М., Сяо М., Шао Дж. Стратегии защиты от помех, основанные на теории игр, для беспроводной связи со скачкообразной перестройкой частоты. Транзакции IEEE по беспроводной связи. 2018; 17 (8): 5314–5326. DOI: 10.1109 / TWC.2018.2841921. [CrossRef] [Google Scholar]
• Харрисон Т., Кейтлин Джонсон Т. Г. Р., Тайлер В. и Макена Ю. (2020). Оценка космической угрозы 2020. Отчет проекта CSIS Aerospace Security Project, Центр стратегических и международных исследований (CSIS), Вашингтон, округ Колумбия, США.
• Хайн, Г. У. (2010). Quo vadis? Куда мы идем в спутниковой навигации? На симпозиуме PNT, Стэнфорд, Калифорния, США, 9 ноября 2010 г. . http://web.stanford.edu/group/scpnt/pnt/PNT10/presentation_slides/3-PNT_Symposium_Hein.pdf.
• Хайн, Г. У. (2018). Мысли вслух — спутниковая навигация и новое пространство. InsideGNSS, 9 октября 2018 г. (на основе лекций Пер Энге, Международная летняя школа ESA / JRC по GNSS 2018).
• Генри, К. (2020). OneWeb подает заявление о банкротстве в соответствии с главой 11.SpaceNews.
• Каплан, М. (2019). Глушение и спуфинг GNSS. доступность, воздействие, преодоление. http://www.chronos.co.uk/files/pdfs/itsf/2017/day2/Session1_Talk2_Danger%20in%20GPS%20jamming%20-%20How%20to%20overcome.pdf.
• Кишияма Ю., Сатоши Н. и Такехиро Н. (2017). Статус стандартизации на пути к внедрению 5G в 2020 году. Технический обзор NTT 15 (3)
• Лэнгли, Р. Б. (2017). Инновации: ГЛОНАСС — прошлое, настоящее и будущее. Мир GPS.
• Lavrakas JW.Отчет о стандартах качества GNSS. Координаты. 2020; 16 (4): 6–11. [Google Scholar]
• Li M, Qu L, Zhao Q, Guo J, Su X, Li X. Точное определение местоположения с помощью навигационной спутниковой системы BeiDou. Датчики. 2014; 14: 927–943. DOI: 10,3390 / s140100927. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Li R, Zheng S, Wang E, Chen J, Feng S, Wang D, Dai L. Достижения в навигационной спутниковой системе BeiDou (BDS) и спутниковой навигации технологии аугментации. Спутниковая навигация.2020; 1:12. DOI: 10.1186 / s43020-020-00010-2. [CrossRef] [Google Scholar]
• Moonbeom, H. (2019). Статус планов КПС. Презентация на Саммите по спутниковой навигации в Мюнхене 2019.
• Пераль-Росадо Д., Хосе А., Салоранта Дж., Дестино Г., Лопес-Сальседо Ю.А., Секо-Гранадос Г. Методология моделирования высокоточного позиционирования 5G и GNSS. Датчики. 2018; 18: 3220. DOI: 10,3390 / s18103220. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
• Prieto-Cerdeira, R., Ries, L., Grec, F., Чиони, С., де Гауденци, Р., Мантейга-Баутиста, М. (2018). Роль GNSS в беспроводных сетях 5G. Представлено на NAVITEC 2018, https://h3020nav.esa.int/uploads/files/documents/5cdbddaad9a04696487422.pdf.
• Prieto-Cerdeira, R., Grec, F., Ries, L., Cioni, S., de Gaudenzi, R., Manteiga-Bautista, M. & Chartre, E. (2019). Роль GNSS в беспроводных сетях 5G. Внутри ГНСС.
• Рейд ТГР, Нейш А.М., Уолтер Т., Энге ПК. Широкополосные созвездия LEO для навигации. Журнал Института навигации.2018; 65 (2): 205–220. DOI: 10.1002 / navi.234. [CrossRef] [Google Scholar]
• Руан Р., Цзя Х, Фэн Л. и др. Определение орбиты и синхронизация времени для спутников BDS-3 с необработанными измерениями дальности межспутниковой линии связи. Спутниковая навигация. 2020; 1: 8. DOI: 10.1186 / s43020-020-0008-у. [CrossRef] [Google Scholar]
• Симски, М. (2019). Как мы обеспечиваем защиту GNSS от спуфинга? Мир GPS.
• Су М, Су Х, Чжао К., Лю Дж. Бэйдоу улучшили навигацию со спутников на низкой околоземной орбите.Датчики. DOI 2019: 10.3390 / s1
  98. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
  • Viet D, Ken H, Suelynn C, Denis L, Chris R. Оценка производительности многочастотного GPS, разрешения неоднозначности Galileo и BeiDou PPP. Журнал пространственной науки. 2020; 65 (1): 61–78. DOI: 10.1080 / 14498596.2019.1658652. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Ван Ф., Ху Ц., Ву С. и др. Исследование технологии защиты от спуфинга BeiDou на основе комплексной спутниковой службы радиоопределения.Спутниковая навигация. 2020; 1: 5. DOI: 10.1186 / s43020-019-0004-2. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Ян, Л. (2019). Centispace-1: спутниковая система дополнения Leo. Представлено на 14-м заседании Международного комитета по глобальным навигационным спутниковым системам. 10 декабря 2019 г., Beijing Future Navigation Technology Co., Ltd.
  • Yang Y, Yue M, Sun B. Основные характеристики и будущие разработки глобальной навигационной спутниковой системы BeiDou. Спутниковая навигация. 2020; 1: 1. DOI: 10.1186 / s43020-019-0006-0. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Zhang Z, Li B, Nie L, et al. Первоначальная оценка глобальной навигационной спутниковой системы BeiDou-3: качество сигнала, RTK и PPP. Решение GPS. 2019; 23: 111. DOI: 10.1007 / s10291-019-0905-4. [CrossRef] [Google Scholar]
  • Чжу К., Чжао Л., Ван В. и др. Расширьте возможности BeiDou для точного позиционирования точки в реальном времени с помощью данных ECMWF. Космос планеты Земля. 2018; 70: 112. DOI: 10.1186 / s40623-018-0870-0. [CrossRef] [Google Scholar]

  Россия запускает навигационный спутник Глонасс — Spaceflight Now

  Союз-2.Ракета-1б стартует в субботу с космодрома Плесецк с навигационным спутником «Глонасс-К». Предоставлено: Министерство обороны России.

  Ракета-носитель «Союз» и разгонный блок «Фрегат» в субботу успешно доставили модернизированный российский навигационный спутник Глонасс на орбиту на высоте почти 12 000 миль над Землей.

  Новый спутник присоединяется к 24 активным навигационным космическим кораблям в составе флота Глонасс, российского аналога Глобальной системы позиционирования США.

  Миссия вылетела в 3:08:42 п.м. EDT (1908: 42 по Гринвичу) Суббота на борту российской ракеты Союз-2.1б с космодрома Плесецк, военной стартовой базы, расположенной примерно в 800 километрах к северу от Москвы, по данным Министерства обороны России.

  Взлет произошел в 22:08. Московское время.

  Направляясь к юго-востоку от Плесецка, ракета «Союз» сбросила четыре ускорителя, работающие на керосине, примерно через две минуты после старта, а затем сбросила аэродинамический кожух, закрывающий спутник Глонасс, после выхода в космос.Активная ступень «Союз» остановилась и отделилась примерно пять минут до начала полета, после чего произошло зажигание двигателя РД-0124 третьей ступени.

  Двигатель третьей ступени отключился примерно через девять минут после старта, и разгонный блок «Фрегат» был развернут, чтобы начать серию маневров по выводу спутника «Глонасс» на заданную орбиту.

  Двигатель «Фрегат» трижды загорелся, чтобы вывести полезную нагрузку «Глонасс» на круговую орбиту с высотой более 11 900 миль (19 100 км) и наклонением 64.8 градусов. Разгонный блок «Фрегат» выпустил космический корабль «Глонасс» примерно через три с половиной часа после старта.

  Художественная иллюстрация спутника Глонасс К. Предоставлено: ISS Reshetnev

  . Российские официальные лица заявили, что спутник Глонасс расширил свои солнечные батареи, и наземные группы установили контакт с космическим кораблем. Официальные лица заявили, что все системы на борту спутника после запуска в субботу работали нормально.

  Полезная нагрузка, запущенная в субботу, является третьим космическим аппаратом в российской серии навигационных спутников Глонасс К, которые инженеры сконструировали так, чтобы они работали дольше и передавали больше навигационных сигналов.Первые два спутника Глонасс К запущены в 2011 и 2014 годах.

  Спутники Глонасс К весят около 2060 фунтов или 935 килограммов, что несколько меньше, чем спутники Глонасс М более раннего поколения.

  Предполагается, что спутник «Глонасс К» проработает 10 лет — это больше по сравнению с семилетним расчетным сроком службы предыдущих спутников — и имеет пять навигационных каналов, включая новый гражданский сигнал L-диапазона. Новые корабли легче, вырабатывают больше электроэнергии и созданы на базе негерметичного автобуса «Экспресс 1000К», построенного на ИКС имени Решетнева в Железногорске, Россия.

  Космический корабль «Глонасс К» также будет поддерживать международную поисково-спасательную сеть Коспас-Сарсат, заявили российские официальные лица.

  Спутник, запущенный в субботу, также использует больше оборудования российского производства, чем предыдущие космические аппараты Глонасс. Это изменение было внесено в конструкцию Глонасс К из-за международных санкций в отношении России.

  «Замена орбитальной группировки на космический корабль Глонасс К обеспечит стабильную работу российской навигационной системы и повысит точность ее навигационных определений до десятков сантиметров», — говорится в сообщении Минобороны.

  По состоянию на понедельник флот Глонасс состоит из 24 активных спутников, плюс новый космический корабль, запущенный в субботу, и еще три, работающих в качестве запасных, проходящих техническое обслуживание и выполняющих боевые испытания. Сеть, которая управляется российскими военными, но также используется гражданскими лицами во всем мире, требует обслуживания 24 спутников, размещенных на трех орбитальных самолетах, для обеспечения глобального навигационного покрытия.

  Ожидается, что Минобороны России назовет новый спутник Глонасс Космос 2547 в соответствии со схемой наименования российских военных космических кораблей.

  Напишите автору по электронной почте.

  Следите за сообщениями Стивена Кларка в Twitter: @ StephenClark1.

  Русский GPS, использующий американские почвенные шпионские опасения

  ВАШИНГТОН. По мнению американских шпионских служб, следующая потенциальная угроза со стороны России может исходить не от гнусного кибероружия или секретов, почерпнутых из файлов Эдварда Дж. Сноудена, бывшего национального лидера. Подрядчик Охранного агентства сейчас в Москве.

  Вместо этого эта угроза может исходить в виде безобидной антенны с куполом, расположенной на вершине здания с электроникой, окруженного забором безопасности где-то в Соединенных Штатах.

  В последние месяцы Центральное разведывательное управление и Пентагон незаметно проводят кампанию, чтобы помешать Госдепартаменту разрешить Роскосмосу, российскому космическому агентству, построить около полдюжины таких структур, известных как станции наблюдения, на United Некоторые американские официальные лица заявили, что это территория Штатов.

  Они опасаются, что эти структуры могут помочь России шпионить за Соединенными Штатами и повысить точность российского оружия, заявили официальные лица. Эти станции наблюдения, как утверждают русские, значительно улучшили бы точность и надежность московской версии Глобальной системы позиционирования, американской спутниковой сети, которая направляет управляемые ракеты к их целям, а жаждущих пользователей смартфонов — к ближайшему Starbucks.

  «Они не хотят полагаться на американскую систему и верят, что их системы, такие как GPS, породят другие отрасли и приложения», — сказал бывший высокопоставленный чиновник в Управлении космоса и передовых технологий Государственного департамента. «Им кажется, что они теряют перед нами технологическое преимущество на важном рынке. Взгляните на все, что GPS сделал для таких вещей, как ваш телефон, движение самолетов и кораблей ».

  Усилия России являются частью более широкой глобальной гонки нескольких стран, в том числе Китая и стран Европейского Союза, чтобы усовершенствовать свои собственные системы глобального позиционирования и бросить вызов господству американской GPS.

  Для Госдепартамента разрешение России на строительство станций поможет наладить отношения администрации Обамы с правительством президента Владимира Путина, которое сейчас находится в плачевном состоянии из-за предоставления Москвой убежища г-ну Сноудену и ее поддержки со стороны президента Башара Эла. -Ассад Сирии.

  Но ЦРУ и другие американские шпионские агентства, а также Пентагон подозревают, что станции слежения дадут русским плацдарм на американской территории, что повысит точность управляемого спутниковым оружием Москвы.Они полагают, что эти станции также могут дать русским возможность шпионить за Соединенными Штатами в пределах их границ.

  Ссора настолько серьезна, что официальные лица администрации отложили окончательное решение до тех пор, пока русские не предоставят дополнительную информацию и пока американские агентства не урегулируют свои разногласия, заявили официальные лица Госдепартамента и Белого дома.

  Усилия России также вызвали обеспокоенность на Капитолийском холме, где члены комитетов по разведке и вооруженным силам рассматривают глобальную сеть позиционирования Москвы, известную как Глонасс (Global Navigation Satellite System), с глубоким подозрением и требуют ответов от администрации.

  «Я хотел бы понять, почему Соединенные Штаты были бы заинтересованы в том, чтобы дать возможность конкурентам GPS, таким как российский Глонасс, когда мировая зависимость от GPS является явным преимуществом для Соединенных Штатов на нескольких уровнях», — сказал представитель Майк Д. Роджерс , Республиканец Алабамы, председатель подкомитета Палаты представителей по делам вооруженных сил.

  Г-н Роджерс на прошлой неделе попросил Пентагон дать оценку воздействия предложения на национальную безопасность. Запрос был сделан в письме, направленном министру обороны Чаку Хейгелу, госсекретарю Джону Керри и директору национальной разведки Джеймсу Р.Clapper Jr.

  В течение нескольких лет станции мониторинга были приоритетом для г-на Путина как средство улучшения ГЛОНАСС не только в интересах российского военного и гражданского секторов, но и для глобальной конкуренции с GPS.

  Ранее в этом году Россия разместила станцию ​​в Бразилии, и, по сообщениям российских новостей, в ближайшее время ожидаются соглашения с Испанией, Индонезией и Австралией. В Соединенных Штатах есть станции по всему миру, но нет ни одной в России.

  В последний раз российские и американские переговорщики встречались 25 апреля, чтобы взвесить «общие требования к возможным станциям мониторинга Глонасс в США».«Южная территория и объем запланированных будущих обсуждений», — заявила пресс-секретарь Госдепартамента Мари Харф, которая заявила, что окончательного решения принято не было.

  Г-жа Харф и другие официальные лица администрации отказались предоставить дополнительную информацию. ЦРУ отказался от комментариев.

  Правительство России не сообщило подробностей о программе. В своем заявлении представитель посольства России в Вашингтоне Евгений Хоришко сказал, что станции были развернуты «только для обеспечения калибровки и точности сигналов для системы Глонасс».Г-н Хоришко передал все вопросы в Роскосмос, который на прошлой неделе не ответил на запрос о комментариях.

  Хотя «холодная война» давно закончилась, русские не хотят полагаться на американскую инфраструктуру GPS, потому что они по-прежнему с подозрением относятся к военным возможностям Соединенных Штатов, говорят аналитики безопасности. Вот почему они настаивали на продвижении своей собственной системы, несмотря на высокие затраты.

  Русские опасаются, что доминирование GPS даст Соединенным Штатам серьезные стратегические преимущества в военном отношении.Аналитики считают, что в худших опасениях россиян американцы потенциально могут манипулировать сигналами и посылать ложную информацию российским вооруженным силам.

  Станции мониторинга необходимы для поддержания точности глобальной системы позиционирования, по словам Брэдфорда У. Паркинсона, почетного профессора аэронавтики и космонавтики Стэнфордского университета, который был первым главным архитектором GPS. По его словам, поскольку орбита спутника медленно отклоняется от ранее предсказанного, эти небольшие отклонения измеряются опорными станциями на земле и отправляются на центральную станцию ​​управления для обновления.Этот прогноз отправляется на спутник каждые 12 часов для последующей трансляции пользователям. Наличие станций мониторинга по всей Земле дает повышенную точность по сравнению с их размещением только в одном полушарии.

  Вашингтон и Москва уже почти десять лет обсуждают, как и когда сотрудничать в области гражданских спутниковых навигационных сигналов, в частности, чтобы гарантировать, что системы не мешают друг другу. Действительно, многие смартфоны и другие потребительские навигационные системы, продаваемые сегодня в Соединенных Штатах, используют данные со спутников обеих стран.

  В мае 2012 года Москва обратилась к США с просьбой разрешить наземные станции мониторинга на американской земле. Американские технические и дипломатические представители несколько раз встречались для обсуждения этого вопроса и просили у российских чиновников дополнительную информацию, сказала г-жа Харф, пресс-секретарь Госдепартамента.

  Тем временем C.I.A. Аналитики рассмотрели это предложение и этой осенью в секретном отчете пришли к выводу, что размещение российских станций наблюдения здесь вызовет вопросы контрразведки и другие вопросы безопасности.

  Государственный департамент не считает, что это веский аргумент, сказал представитель администрации. «Он не видит в них угрозы».

  Альтернатива GPS, о существовании которой вы никогда не знали

  Знаете ли вы, что службы определения местоположения — это не только GPS? Есть еще одна система спутниковой навигации, о которой вы, возможно, не слышали, но, вероятно, уже используете. Это называется ГЛОНАСС.

  Что такое ГЛОНАСС?

  ГЛОНАСС — это аббревиатура от Globalnaya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (Глобальная навигационная спутниковая система). Это спутниковая навигационная система, управляемая силами Воздушно-космической обороны России, которая очень похожа на GPS.В то время как GPS была первой, созданной армией Соединенных Штатов в 1978 году, ГЛОНАСС задумывалась как альтернативная система.

  Современное использование ГЛОНАСС такое же, как и GPS, при этом он в основном используется в качестве системы для автомобильной и авиационной навигации.Однако исторически он использовался во всех отраслях российской армии в качестве навигационной системы в высокоскоростных сценариях, например, в реактивных самолетах и ​​баллистических ракетах.

  Разработка ГЛОНАСС началась в конце 1970-х годов, когда была выпущена первая система.Он использовался в основном для определения местоположения по погоде, измерения скорости и времени и был доступен во всем мире. Однако с распадом Советского Союза финансирование было сокращено, и оно не было полностью завершено. В сочетании с коротким сроком службы спутников (около трех лет) мало кто верил в успех программы ГЛОНАСС. Только в 2001 году, когда президент России Владимир Путин объявил завершение строительства одним из главных приоритетов правительства, и значительно увеличив финансирование, он стал рассматриваться как серьезный технологический институт.

  В 2007 году Путин издал Указ Президента Российской Федерации, открывающий ГЛОНАСС для неограниченного общественного пользования.Это была попытка привлечь общественный и промышленный интерес и бросить вызов однородности американской системы GPS. К 2010 году ГЛОНАСС обеспечила полное покрытие территории России. Год спустя, благодаря своей орбитальной спутниковой группировке, он достиг глобального покрытия.

  Как это работает?

  ГЛОНАСС состоит из трех компонентов.Первый — это космическая инфраструктура, состоящая из группировки спутников. Это группа спутников, работающих вместе в системе. Обычно они устанавливаются на орбитальных плоскостях или путях вокруг Земли, по которым они вращаются.

  Они работают с наземными сетями, которые повышают точность и скорость спутников за счет обратной передачи геодезической информации.Сети наземного определения местоположения в идеале равномерно распределены по всему миру, что обеспечивает равномерную доступность и точность системы. Однако при использовании ГЛОНАСС наземные сети определения местоположения расположены в основном в России, Антарктиде, Бразилии и на Кубе. Россия также согласилась открыть наземные станции в Китае, что позволит ей стать жизнеспособным конкурентом GPS на одном из самых быстрорастущих рынков бытовой электроники в мире. Кроме того, в 2014 году планируется открыть еще семь наземных станций ГЛОНАСС.Все они будут находиться за пределами России.

  Они триангулируют местоположение приемника, третьей части.Это любое устройство, совместимое с ГЛОНАСС, например смартфон или автомобильная навигационная система.

  Триангуляция выполняется посредством серии вычислений, основанных на содержании сигналов, посылаемых спутниками.Они отправляются через определенные промежутки времени. Любой приемник на Земле или около Земли, использующий ГЛОНАСС для определения своего местоположения, будет использовать сигналы как минимум четырех спутников для оценки положения, скорости и времени.

  Гай Макдауделл объяснил, что триангуляция (или трехсторонняя связь) была более подробно объяснена в его статье «Как спутники отслеживают мобильные телефоны?».

  ГЛОНАСС впервые применил метод доступа к каналу FDMA (метод множественного доступа с частотным разделением) для связи со спутниками с 25 каналами для 24 спутников.Это популярный протокол, используемый в спутниковой связи, но он имеет недостаток, заключающийся в том, что перекрестные помехи вызывают помехи и сбои.

  С 2008 года ГЛОНАСС использует CDMA (метод множественного доступа с кодовым разделением каналов), чтобы обеспечить совместимость со спутниками GPS.Поскольку приемники ГЛОНАСС совместимы как с FDMA, так и с CDMA, они больше и дороже.

  Чем он отличается от GPS?

  Между ГЛОНАСС и GPS есть существенные различия.

  Во-первых, в группировке ГЛОНАСС меньше спутников.GPS имеет 32, которые вращаются вокруг земного шара в 6 орбитальных плоскостях или траекториях орбиты. ГЛОНАСС имеет 24 спутника с 3-мя орбитальными плоскостями. Это означает, что с ГЛОНАСС больше спутников следуют по той же орбитальной траектории. Для систем, использующих только ГЛОНАСС, может быть сложнее подключиться к доступным спутникам. Это потенциально может привести к снижению точности позиционирования.

  Самая большая разница между GPS и ГЛОНАСС заключается в том, как они взаимодействуют с приемниками.При использовании GPS спутники используют одни и те же радиочастоты, но имеют разные коды для связи. В системе ГЛОНАСС спутники имеют одинаковые коды, но используют уникальные частоты. Это позволяет спутникам связываться друг с другом, несмотря на то, что они находятся в одной орбитальной плоскости, тогда как это не такая большая проблема с GPS.

  Но насколько это точно?

  Точность ГЛОНАСС сравнима с GPS.Но так было не всегда. В начале 21 века ГЛОНАСС приходила в упадок, и спутники подходили к концу своего короткого срока службы. Система почти не работала.

  В результате Роскосмос (Российское космическое агентство) поставил перед ГЛОНАСС задачу обеспечить соответствие GPS с точки зрения точности и надежности к 2011 году.

  К концу 2011 года ГЛОНАСС выполнила свою задачу.Было показано, что он обеспечивает точность в самых лучших условиях (без облачности, высоких зданий и радиопомех) до 2,8 метра. Это сделало его немного менее точным, чем GPS, но вполне приемлемым для большинства случаев использования в военных и коммерческих целях.

  Точность ГЛОНАСС зависит от того, где вы находитесь.Он более точен в северном полушарии, чем в южном полушарии, из-за большей распространенности наземных станций в этих частях.

  Он так же широко используется как GPS?

  Хотя многие производители мобильных телефонов включают чипы ГЛОНАСС в свои устройства, такие как Sony, Apple и HTC, они далеко не так распространены, как GPS, который входит в состав большинства выпускаемых сегодня смартфонов и планшетов.

  Отчасти это связано с более высокой точностью в северных широтах, поскольку она предназначалась в основном для России, по сравнению с GPS, которая имеет более глобальный подход.

  Низкая осведомленность о ГЛОНАСС также может быть объяснена тем, что он значительно менее развит, чем GPS, и практически не выпускаются эксклюзивные устройства ГЛОНАСС за пределами бывшего Советского Союза.

  Как я могу это использовать?

  В зависимости от производителя вашего смартфона, в вашем устройстве уже может быть чип ГЛОНАСС.iPhone и значительное количество устройств Android используют как ГЛОНАСС, так и GPS для обеспечения оптимальной точности.

  Если вы застряли в зоне с большой облачностью или окружены высотными зданиями, ваше устройство будет использовать ГЛОНАСС вместе с GPS.Это позволяет определять местоположение вашего устройства с помощью любого из пятидесяти пяти спутников по всему миру, повышая общую точность. Однако ГЛОНАСС обычно включается только при плохом сигнале GPS, чтобы сохранить заряд батареи устройства.

  Некоторые приложения используют ГЛОНАСС исключительно для определения местоположения.НИКА ГЛОНАСС (доступен бесплатно в Google Play и iTunes App Store) позволяет отслеживать в реальном времени местоположение Android-устройства. Однако для работы требуется сим-карта МТС.

  Также есть функция, позволяющая сделать ваше местоположение общедоступным, как и в Google Latitude, но она доступна только для российских пользователей.

  На рынке также имеется ряд аппаратных устройств, использующих ГЛОНАСС.

  Garmin GLO — это портативный приемник GPS и ГЛОНАСС, который подключается к мобильному устройству через Bluetooth и обеспечивает лучшую точность, чем любой встроенный приемник.Его можно купить на Amazon за 99 долларов.

  Вы воспользуетесь им?

  Сам по себе ГЛОНАСС не совсем соответствует GPS.Его спутников меньше, они далеко друг от друга и неравномерно распределены по всему миру. GPS уже развивается, а ГЛОНАСС, кажется, всегда будет догонять.

  Однако вы не собираетесь использовать его самостоятельно, но когда он используется вместе с GPS, он имеет большое значение в мире.

  Есть ли у ваших устройств ГЛОНАСС? Вы когда-нибудь использовали его исключительно самостоятельно? Я хотел бы услышать ваш опыт или просто ваши мысли по поводу этой статьи.

  Кредиты изображений: Модель спутника Glosnass-K 1: 1, автор Патрик Г.через Flickr, Сравнение орбит спутниковой навигации через Викимедиа, ГЛОНАСС или персональное устройство GPS через Викимедиа, МОСКВА — 1 июня: Тренажер для обучения женщин вождению на международной выставке навигационного оборудования и программного обеспечения Navitech 1 июня 2011 г. в Москве на Shutterstock

  Об авторе

  Тейлор Болдак
  (Опубликовано 12 статей)
  

  Тейлор Болдак (Taylor Bolduc) — энтузиаст в области технологий и студент, изучающий вопросы коммуникации, родом из южной Калифорнии.Вы можете найти ее в Твиттере под именем @Taylor_Bolduc.

  Более
  От Тейлора Болдака

  Подпишитесь на нашу рассылку новостей

  Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать технические советы, обзоры, бесплатные электронные книги и эксклюзивные предложения!

  Еще один шаг…!

  Пожалуйста, подтвердите свой адрес электронной почты в электронном письме, которое мы вам только что отправили.

  % PDF-1.3
  %
  1 0 объект
  > поток

  конечный поток
  эндобдж
  2 0 obj
  >
  эндобдж
  6 0 obj
  > / Rect [74.-

  Россия может похвастаться 1-метровой точностью для новых ракетных эскадрилий с наведением ГЛОНАСС и дальностью 200 км — Внутри GNSS

  Министерство обороны России опубликовало результаты испытаний своей новой высокоточной ракеты «Торнадо-С», которая принимает данные ГЛОНАСС для своей цели и летает в отрядах, способных уничтожать разрозненные формирования противника. Ракета входит в состав реактивной системы залпового огня (РСЗО), которая может одновременно запускать до 12 ракет при скоординированной атаке.

  Недавний видеоролик «Правды» хвастается, что данные ГЛОНАСС обеспечивают точность цели 1 метр, хотя в нем не указывается дальность, на которой достигается эта точность.Далее утверждается, что «Торнадо-С» «можно считать самым мощным оружием после атомной бомбы».

  Ракета «Торнадо-С» может поворачиваться к цели в полете в соответствии с заданными параметрами, полученными с ГЛОНАСС. «Существует основное направление огня и угол склонения рассчитывается для каждой ракеты», — заявил эксперт Виктор Мураховский в статье «Известий » на эту тему. «Это похоже на вертикальный пуск зенитных ракет. Они поднимаются аккумулятором давления пороха, и затем включается генератор депрессии, чтобы направить ракету на цель.Ракета РСЗО выходит из направляющей и поворачивается на нужный угол по азимуту. Таким образом, залп распределяется по линии фронта ». он сказал.

  [Изображения: 300-мм РСЗО «Торнадо-С». Фото: Минобороны России)]

  РСЗО направляет пакет ракет в одну точку. По данным Минобороны России, в современной войне войска и техника никогда не концентрируются в одном месте вблизи линии фронта. Артиллерия, ПВО, бронетехника и пехота размещены на удалении друг от друга.Новые ракеты могут поражать группу целей на большом расстоянии друг от друга за один залп, поскольку одновременно запускаемые снаряды расходятся в полете, каждый в соответствии с входными данными о цели на основе ГЛОНАСС. Система может автоматически получать и обрабатывать информацию с разведывательных машин или дронов; его не нужно вводить оператором.

  Российская РСЗО «Торнадо-С». Фото Минобороны России.

  «Параметры расстояния и азимутального угла могут быть заданы для каждой ракеты», — добавил Мураховский.«Таким образом, они могут уничтожить дивизион пусковых установок ПВО, находящихся на удалении друг от друга. Обычные снаряды могут уничтожить одну-две цели и территорию вокруг них. Новые ракеты имеют расширенную эллиптическую зону поражения. Благодаря возможности поворота ракеты распределяются по линии фронта в десять раз больше ».

  «Торнадо-С» имеет модернизированную пусковую установку с автоматическим управлением огнем, управляемыми и неуправляемыми ракетами большой дальности. Новая РСЗО имеет спутниковую связь ГЛОНАСС и систему автоматического наведения и управления огнем.Оператор должен установить координаты, задействовать направляющие и вести огонь. Нет необходимости вводить данные вручную. Пусковая установка всегда знает свои координаты благодаря ГЛОНАСС, а компьютер может рассчитать параметры поражения цели. Аппаратура связи передает из штаба метеорологические, воздушные и противоракетные данные.