- •Связь Российской Федерации
- •Федеральная связь
- •Ведомственные технологические сети связи
- •Федеральная почтовая связь
- •Федеральная электросвязь
- •Взаимоувязанная сеть связи России
- •Выделенные сети связи
- •Обязательная сск
- •Добровольная сск
- •Требования
- •При лицензировании,
- •При сертификации
- •Конкуренция
- •Требования заказчика
- •Получение Госзаказа
- •Льготы на кредиты
- •Повышение цены
- •Нумерация на местных сетях электросвязи
- •Протокол - это документ, определяющий правила и процедуры взаимодействия одноименных уровней (эталонной модели вос эм) систем, работающих друг с другом.
- •Функциональная схема 7-уровневой эталонной модели вос
- •Структура систем телекоммуникаций.
- •Основные характеристики телекоммуникационных сетей.
- •Передающая среда:
- •Коммутационный узел
- •Электрические параметры аналоговых телефонных сетей:
- •17,0ДБ (на частоте 800,0Гц)
- •Авс ав ххххх – максимальная монтированная емкость
- •Составитель лекций оптсс - к.Т.Н., Ухловская Людмила Георгиевна г. Москва, мтуси, ноябрь 2011 г.
- •На коротких расстояниях (например, в пределах одной станции) тактовая частота распространяется отдельно (независимо, не в составе) от информационных сигналов.
- •Цифровые сигналы
- •C помощью одного бита можно записать только числа "0" или "1", двух бит - числа от 0 до 3, трех бит - числа от 0 до 7, четырех бит - числа от 0 до 15 и т.Д.
- •Tд 2tд 3tд 4tд 5tд t Батарея
- •Маршрутизация по виртуальным каналам
- •Маршрутизация по фиксированным путям
- •Импульсно-кодовая модуляция аим сигнал, как отмечалось ранее, представляет собой последовательность узких импульсов.
- •0 Данные избыточны для икм
- •Сигнала.
- •Последоват. Код Параллельн. Код ∑ 7 6 5 4 3 2 1 0
- •Преобразуется в непрерывный сигнал с помощью специального устройства
- •V(t) Импульсный переносчик V(ω) Спектр импульсного переносчика
- •Vаим (t) Канальный аим-сигнал V(ω) Спектр канального аим-сигнала
- •На приеме цап - цифро-аналоговый преобразователь.
- •Цифровой поток можно представить в виде суммы регулярной и случайной последовательностей, т.Е. Можно увидеть тактовые импульсы в явном виде.
- •При этом на удаленных базовых станциях спутниковой системы могут устанавливаться пэг, основанные на приеме сигналов "глонасс". Архитектура построения сети тсс:
- •1 0 1 0 1 Порог 1 0 1 0 1
- •Введем дополнительно к восьми информационным битам девятый -
- •Плезиохронная цифровая иерархия - pdh - Plesiochronous Digital Hierarchy
- •Иерархия плезиохронных цифровых систем передачи икм
- •139,264Мбит/с
- •2 Канала, 2 сигнала по 2 слова в каждом сигнале
- •140,0 Мбит/с
- •Обе технологии появились одновременно как стандарты волоконно-оптических сетей (или просто: оптических сетей). Обе сети хорошо совместимы друг с другом
- •270Байтов
- •9 Байтов 261 байт
- •9 Строк
- •90 Байт
- •Информационные данные
- •4 Байта 86 байт
- •1 Байт 260 байт vс-4
- •260 Байт с-4
- •1 Или 1 stm-16 9953,0мбит/с
- •4 7 4 5 6 7 4 Байты
- •9 Мультиплексор на 4 входа
- •Где: ус - устройство сопряжения
- •Резервирование элементов транспортных сетей
- •48 Байт (384 бита)
- •5 Байт
- •- Высокоскоростные - 33 000,0бит/с (в коммутируемой сети). Речевой сигнал
- •48Байт 5байт
- •- Необходимость преобразовывать аналоговый сигнал в цифровую форму (например, с помощью модемов).
- •144,0 Кбит/с 7680,0 кбит/с 135,0мбит/с
- •При доведении цифрового потока до абонентского пункта канал d используется как для сигнализации: "абонент-сеть", так и для передачи данных.
- •7 Уровень Прикладной
- •4 Уровень Транспортный
- •3 Уровень Сетевой
- •1 Уровень Физический
- •-Высокоскоростная передача данных (до 17%)
- •Интеллектуальная сеть – это архитектурная концепция предоставления новых услуг связи, для которой характерны:
- •-Возможность управления некоторыми атрибутами услуг пользователями;
- •-Переадресация вызова;
- •-Учет стоимости услуг исс.
- •-Обеспечение инсталляции программного обеспечения (по) новых услуг
- •-Координация данных в ip, ssp, scp;
- •2. Сокращенный номер (abd).
- •Каждая из услуг исс описывается набором обязательных и
- •Местные исс (все услуги исс, кроме fph, upt)
- •Оконечные устройства
- •Услуга-3
- •Составитель лекций оптсс - к.Т.Н., Ухловская Людмила Георгиевна г. Москва, мтуси, ноябрь 2011г.
- •Сетевые конфигурации и топологии lan
- •Передающая среда:
- •Узел коммутации (ук)
- •Пк лвс Маршрутизатор ip Транспортный шлюз ip атс та
- •Функциональная схема управления вызовами в ip-сети
- •1. Качество передачи речевых сообщений
- •2. Качество обмена сигнализацией
- •3. Качество шлюза
- •4. Качество ip-сети
- •Типы адресов:
- •Если ip-адрес начинается с "1110" (первые 4 бита) в двоичном коде, то
- •Если ip-адрес начинается с "11110" (первые 5 бит) в двоичном коде, то
- •3. Символьный адрес (dns - Dormain Name Sistem - служба доменных имен - dns-имя - идентификатор-имя)
- •Каждый хост в Интернет имеет уникальное полное доменное dns-имя -
- •Функциональная схема взаимодействия серверов dhcr и ldap
- •Классификация ip-сетей По способу связи оконечных устройств между собой ip-сети подразделяются:
- •10,0Мбит/с 100,0мбит/ Ethernet
- •Микрофон
- •Динамик
- •Кабельный модем станции ктв
- •Модулятор
- •Пк пользо-вателя
- •Технология VoIp (передача речевого сигнала по ip-протоколу)
- •Составитель лекций оптсс - к.Т.Н., Ухловская Людмила Георгиевна г. Москва, мтуси, апрель 2011 г.
- •Принцип организации сетей сотовой связи (ссс)
- •- Зоны действия системы сотовой связи разбиваются на соты (ячейки).
- •Стандарты аналоговых сетей сотовой связи поколения 1g (1 Generation)
- •Основные характеристики технологии n-amps (amps-900) - усовершенствованной системы мобильного телефона ссс
- •30Бит 11бит 7бит 36бит - пользовательские данные
- •Цифровые системы сетей сотовой связи поколения 2g: d-amps
- •Сетевая подсистема
- •Размер ячейки gsm может изменяться от нескольких сотен метров до 35,0км в зависимости от окружения (открытого пространства, зданий, гор и т.Д.).
- •Всего каналов в системе:
- •Функционирование системы сотовой связи gsm поколения 2g
- •Общая скорость по всем 8 временным интервалам:
- •3 57Бит полезная нагрузка 1 26 бит настройки 57бит полезная нагрузка 1 3 8,25
- •Канальный уровень
- •Канальный уровень
- •LapDm - протокол доступа к d-каналу
- •Физический уровень 64,0кбит/с
- •Физический уровень радиосвязь
- •Физический уровень 64,0кбит/с /64,0кбит/с
- •Физический уровень радиосв./16,0кбит/с
- •Изменения в регистре vlr, при которых все службы остаются доступными мобильной станции - ms, называется роумингом (roaming).
- •Задержки в сетях gprs, установленные стандартом etsi, 1998г.
- •Msrn - номер роуминга ms.
- •Преимущества технологии cdma
- •Перспективы технологии множественного доступа с кодовым разделением (каналов) - cdma:
- •Cdma в России
- •Качество связи
- •Результирующий широкополосный сигнал
- •Пилотный канал Pilot Channel Каналы доступа Access Channel
- •Передатчик ms
- •Основные характеристики стандарта cdma (is-95) и технические параметры
- •Характеристики систем cdma поколения 3g
- •Краткие характеристики стандартов поколений 3g - 5g
- •3G включает в себя 5 стандартов семейства imt-2000:
- •Системы сетей сотовой связи поколений 3g - 5g: edge/gprs, umts/w-cdma, umts/utra,
- •- Несущие частоты исходящих каналов используют диапазон 2110,0Гц - 2170,0Гц;
- •IPv6 – iPng - ''ip next generation'' - следующее поколение ip - универсальный интерфейс сетей сотовой связи 4g
- •IPv6 – iPng - ''ip next generation'' - следующее поколение ip - универсальный интерфейс сетей сотовой связи 4g (предположительно и 5g).
- •IPv6 решает эти многие вопросы:
- •IPad – это еще не мобильный телефон, но уже и не ноутбук (планшетник современного дизайна).
- •450МГц 900мГц 900мГц 1800мГц 1800мГц 1900мГц /1900мГц Все диапазоны Аналоговые сети Цифровые сети Цифровые сети Цифровые сети Цифровые сети
- •450МГц 900мГц 800мГц 900мГц 1800мГц Все диапазоны
- •Составитель лекций оптсс - к.Т.Н., Ухловская Людмила Георгиевна г. Москва, мтуси, ноябрь 2011г.
- •Карточки для компьютеров, поддерживающие передачу данных
- •Voice over Wi-Fi, или Voice over ip - VoIp - (передача речи через Интернет-протокол)
- •Чтобы не путать наименования WiMax и Wi-Fi (разработчиков и самого стандарта) для стандартов серии ieee 802.16 были придуманы специальные, запоминающиеся названия:
- •Спутниковая связь Спутниковые навигационные системы
- •Глобальная навигационная система связи России - глонасс
- •- Уровень cas-2 будет доступен только ограниченному кругу потребителей. Предполагается, что система обеспечит определение места с точностью 3,0 - 4,0м.
- •35 786Км (над уровнем моря)
- •4. Пример размещения навигационной спутниковой системы на средней околоземной орбите (мео)
- •Принтер
- •Центральный блок управления
- •Принтер
- •Центральный
- •Блок управления
- •И обработки
- •Сигналов
- •Бс (bts) - базовая станция (базовая трансиверная станция) в сети сотовой связи.
- •Виртуальный канал -вк - это понятие логическое, поэтому виртуальный канал иногда называют логическим каналом - лк (не физический канал), создаваемым только на время передачи цифровых данных.
- •Вокодеры кодируют только речевую информацию и не могут применяться на телефонной сети общего пользования (ТфОп).
- •Звено (Link) - ранг, соединение, связь (коммуникационный путь) между двумя смежными элементами сети.
- •Зуммерный сигнал - сигнал "ответ станции", "контроль посылки вызова", поступающие в аппарат вызывающего абонента (4,0-6,0в, 425,0Гц).
- •Идентификация - (от "identificare" лат.) - отождествление.
- •Индукторный сигнал - сигнал, поступающий в телефонный аппарат вызываемого абонента (110,0в; 25,0Гц) для работы звонка.
- •Код "def" - код страны, идентифицирует международную нумерацию.
- •Околоземные орбиты:
- •(23 Часа, 56 минут, 4,091сек).
- •Службы связи (в т.Ч. И информационные) - комплекс средств электросвязи и программно-аппаратных средств, обеспечивающий предоставление услуг связи.
- •Тайм-слот, или: слот - временнóй интервал. Тачфон - мобильная станция с сенсорным дисплеем.
- •"A" (латиница)
- •Handover - переключение - название получило переключение используемого канала в процессе установления соединения и обмена сообщениями в сетях сотовой связи.
- •Hard - "железо" в локальных компьютерных сетях, пк и т.Д. (аппаратные средства).
- •На самом деле:
- •Hot spots - оживленные места (хот-спот), многолюдные места (центры городов, торговли, бизнеса, культуры, спорта и т.Д.).
- •Http - Hyper Text Transfer Protocol - протокол передачи гипертекстовых файлов (текстовых, графических), используется Web-браузерами и Web-серверами.
- •Imei - International Mobile Equipment Identity - международный идентификатор мобильного устройства (мобильной станции).
- •Keyglove - "перчатка", совмещающая функции клавиатуры и мыши. В девайс встроено 34 сенсора – прикосновение к ним в 60-ти различных комбинациях аналогично нажатию 60-ти различных клавиш.
- •Mimo - Multiple Input Multiple Output - мультиплексор множественного ввода/вывода, с помощью которого можно добиться скорости передачи данных 3,5гбит/с.
- •Rach - Random Access Channel - канал случайного (произвольного) доступа. Rand - Random number - случайное число.
- •Soft - программное обеспечение (программа).
- •Tmsi - Temporary Mobile Subscriber Identity - временная идентификация (идентификатор) мобильного абонента (подписчика).
- •Transmission - передача (в сетях электросвязи - передача данных, управляющих сигналов).
- •Зоны Wi-Fi имеют масштабы покрытия с радиусом до 50,0км, большие, чем у традиционных российских беспроводных сотовых сетей.
- •16 Марта 1787 год. Родился немецкий физик Георг Симон Ом.
- •1971-1975 Годы. Создание электронной почты.
- •6 Марта 1983 год. Выпущен первый в мире коммерческий портативный сотовый телефон.
- •15 Марта 1985 год. Зарегистрирован первый интернет-домен в зоне com.
- •7 Апреля 1994 год. Официальный день рождения российского Интернет.
- •2011 Год. Ученые Омска создали новый стандарт связи (03.02.2011г.)
- •05 Октября 2011год. Apple презентовала iPhone 4s.
- •Составитель лекций оптсс - к.Т.Н., Ухловская Людмила Георгиевна г. Москва, мтуси, ноябрь 2011год.
Спутниковая связь Спутниковые навигационные системы
Спутниковая навигационная система США - NAVSTAR /GPS
NAVSTAR - звездная навигация (дословный перевод).
GPS - Global Positioning System - глобальная система позиционирования (навигации) США. С ее помощью удается определять точные координаты объектов, и все связанные с этим параметры (например, скорость их движения). Использование GPS лежит в основе действия многих телематических систем. Благодаря этому, в автомобилях появились навигационные системы, которые ранее были доступны преимущественно морскому флоту и воздушному флотам.
GPS - это аббревиатура общепринятого названия глобальной навигационной спутниковой системы определения местоположения Global Position System. Таких действующих систем в мире две - российская система ГЛОНАСС и американская система NAVSTAR/GPS .
Каждая из систем GPS включает группировку низкоорбитальных (LEO) навигационных спутников, наземные средства слежения и управления и самые разнообразные приемники-индикаторы: носимые, возимые, стационарные и т.д., служащие для определения координат.
Принцип определения своего места на земной поверхности в глобальной системе позиционирования заключается в одновременном измерении расстояния до нескольких навигационных спутников (не менее трех) - с известными параметрами их орбит на каждый момент времени, и вычислении по измененным расстояниям своих координат. Для выполнения этих функций в состав приёмника-индикатора GPS входят собственно приемник с антенной, компьютер, дисплей и клавиатура для управления работой прибора.
В настоящее время множество американских, европейских и японских фирм производит большое количество самых разнообразных моделей мобильных станций (телефонов) GPS.
Глобальная навигационная система связи России - глонасс
Спутники "ГЛОНАСС-М" в составе орбитальной группировки будут находиться, как минимум, до 2015 года.
Спутники "ГЛОНАСС-К" с улучшенными характеристиками (увеличенным до 10 лет гарантийным сроком и с третьей частотой L-диапазона - для гражданских потребителей) должны быть запущены на орбиту в 2009 году. Этот спутник будет вдвое легче своего предшественника (~700,0кг; 1415,0кг - "ГЛОНАСС-М")
В дальнейшем, после развёртывания орбитальной группировки из 24-х спутников, для её поддержания потребуется осуществлять по одному групповому пуску в год двух навигационных спутников "ГЛОНАСС-К" на носителе "Союз-2", что существенно снизит эксплуатационные расходы.
Доступ к российской навигационной системе ГЛОНАСС будет предоставляться бесплатно и без ограничений как российским, так и иностранным потребителям.
Планируется постепенный перевод запусков спутников российской ГЛОНАСС с Байконура на космодром в Плесецке, что обеспечит независимость России по выводам на орбиту собственных космических аппаратов.
.
Сфера применения спутников ГЛОНАСС в войсках простирается от обеспечения отдельного военнослужащего информацией о его координатах до обеспечения целых войсковых подразделений навигационной информацией.
С вводом спутников ГЛОНАСС в необходимом количестве на борт ракеты-носителя устанавливается компактный блок, обеспечивающий высокоточные непрерывные траекторные измерения в ходе полета ракеты. Раньше применялся способ, требующий привлечения большого количества людей и средств, основанный на обеспечении контроля полета ракеты наземными пунктами траекторных измерений.
В настоящее время в Космических войсках РФ идут испытания наземной и переносной аппаратуры ГЛОНАСС, применение которой позволит использовать приемники ГЛОНАСС в любых погодных условиях, обеспечивая высокоточную привязку к координатам и времени, особенно на сильно пересеченной и гористой местности.
Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС должна обеспечивать установление точных координат любого владельца приемника, принимающего одновременно сигналы от трех спутников, находящихся на высоте ~19,0 тысяч километров над поверхностью Земли. Система позволяет определять местонахождение объектов с точностью до 1,0 метра на поверхности Земли и водной акватории.
Рынок навигационных услуг для физических лиц делится:
-
персональную навигацию,
-
автомобильную навигацию,
-
охранно-поисковые услуги, в т. ч. - мониторинг места нахождения пожилых людей и инвалидов, осужденных, находящихся на испытательном сроке, а также поиск пропавших животных, имеющих на ошейнике приемники спутниковой навигации.
Корпоративный рынок включает в себя:
-
системы управления парком транспортных средств,
-
системы для геодезии и картографии,
-
системы, использующие в своей основе устройства дифференцированной коррекции,
-
системы для военных.
Два направления - спутниковая навигация и мобильная (сотовая) связь - в самом ближайшем будущем станут одним неразрывным целым.
Этот альянс скоро будет очень востребован.
Еще несколько лет назад нельзя было и предположить, что доходы телекоммуникационных компаний сетей сотовой связи по обслуживанию SMS-сообщений могут быть сопоставимы с доходами от услуг передачи речевых сообщений.
Спецслужбы после появления в магазинах мобильных станций (телефонов) со встроенным модулем навигации "ГЛОНАСС - GPS" получат техническую возможность с высокой точностью определять местонахождение человека практически в любое время и в любой точке Земли.
Ответ на озабоченность, высказываемую общественностью по контролю и защите прав человека на частную жизнь: каждый может воспользоваться своим правом - покупать или не покупать телефон с модулем навигации.
Первые MS со встроенными модулями навигации "ГЛОНАСС - GPS", предположительно появятся в продаже в 2012 году.
.
Одно из подразделений компании АФК "Система" - российская компания "Ситроникс" совместно с китайскими партнерами разработала мобильный телефон со встроенным модулем спутниковой навигации. Его стоимость будет сопоставима со стоимостью аналогичных зарубежных моделей, но, может быть, она будет и чуть выше, так как эти приемники способны принимать сигналы как с российских спутников ГЛОНАСС, так и с американских спутников GPS, что является важным преимуществом российского потребителя.
ГЛОНАСС к 2011г. будет сопоставима по точности определения местонахождения с GPS. К 2011 году задача российских разработчиков - повышение точности работы системы ГЛОНАСС для гражданских пользователей до 1,0 метра. Американская система GPS уже сейчас работает с такой точностью.
К 2011 году, после завершения ввода в строй новых спутников "ГЛОНАСС-К"
с 10-летним сроком эксплуатации, ГЛОНАСС будет по характеристикам полностью сопоставима с GPS, при этом наши приемники будут работать одновременно с двумя стандартами - ГЛОНАСС и GPS.
В 2008 году группировку ГЛОНАСС пополнят шесть спутников, а в 2009 году в группировку будет включено два усовершенствованных спутника "ГЛОНАСС-К", каждый со сроком работы 10 лет. Начиная с 2010 года, на орбиту будут запускаться только космические аппараты "ГЛОНАСС-К".
ГЛОНАСС так же важная деятельность в масштабах России, как и ядерное оружие или стратегические запасы энергоресурсов.
Проблемы ГЛОНАСС в России:
-
недоступность услуг спутниковой навигации гражданам России,
-
поддержание спутниковой группировки навигационной системы,
-
отсутствие разветвленной системы образования пользователей ГЛОНАСС.
Первый спутник ГЛОНАСС был запущен в 1982 году. Система создавалась в интересах министерства обороны, но так и не была в полном объеме введена в строй.
Сегодня Россия начинает постепенно наращивать количество спутников ГЛОНАСС на орбите. Сейчас ГЛОНАСС включает в себя 18 спутников.
В 2009 году на орбите будет функционировать 24 спутника системы ГЛОНАСС, и тогда ее услугами можно будет воспользоваться в любой точке Земли.
GPS/ ГЛОНАСС мониторинг
GPS/ ГЛОНАСС мониторинг имеет и другие названия, например: GPS/ ГЛОНАСС трекинг от слова: трек - запись массива точек привязанных к координатам в файл, с возможностью последующего просмотра в режиме Off-line. GPS/ ГЛОНАСС слежение, иногда может использоваться название - телематика, телеметрия, но более распространенный термин - мониторинг. GPS/ ГЛОНАСС мониторинг - это систематический сбор и обработка информации о местонахождении мобильной станции - MS пользователя, маршруте передвижения, скорости и высоте.
GPS/ ГЛОНАСС прибор (трекер, или даталогер) - термин при использовании дополнительных датчиков, например в автомобиле, и получение информации о расходе топлива, количестве пассажиров, скорости движении, простоях и др. Информация может передаваться в сервер (компьютер) в режиме On-line, по сетям GSM / D-AMPS, а также в режиме Off-line. Есть и смешанные системы при отсутствии на территории сотовых сетей связи информация сохраняется в памяти компьютера, при появлении сигнала информация о местонахождении трекера (датчика) передается в пакетном режиме. Возможна работа в параллельном режиме: информация передаётся в сервер и одновременно пишется в файл и сохраняется во внутренней памяти. В некоторых системах роль сервера может выполнять любой компьютер и почти любой современный мобильный телефон. Каждый способ передачи имеет как достоинства, так и недостатки.
По потребительским свойствам все устройства навигации (трекеры) делятся на две основные категории:
Система GPS/ ГЛОНАСС мониторинг состоит из нескольких основных составляющих: - On-line мониторинг: Спутниковая GPS/ ГЛОНАСС группировка – предназначена для передачи специального рабочего сигнала на определённой частоте. - GPS/ ГЛОНАСС/GSM приёмопередатчик - прибор позволяющий сигналы спутников преобразовать в текущие координаты и сохранить их в определённом формате. - GSM сеть – служит для передачи накопленных данных из приемопередатчика в сервер посредством SMS/ GPRS / EDGE протоколов. - Сервер - компьютер с соответствующим программным обеспечением принимает и обрабатывает информацию . - Интернет - используется для транслирования на электронной карте текущей информации о показаниях устройства навигации (трекера). - Технология передачи информации о показаниях трекера в устройства пользователей (компьютер, мобильный телефон, смартфон, коммуникатор), оснащены специальным программным обеспечением и картографией. - Оператор системы - специалист, наблюдающий и анализирующий текущие отчёты одновременно одного или нескольких трекеров. На оператора системы возлагаются задачи по ответу на звонки пользователей о местонахождении трекера, принятие решений в случае сигнала тревоги с трекера, и еще много других функций. Системы могут незначительно отличатся от описанных выше, например, роль Оператора системы выполняет сам пользователь трекера, в некоторых системах отсутствует передача данных на пользовательские терминалы, а в других - данные идут, минуя сервер непосредственно в ПК или мобильный телефон, но основные принципы, остаются такими же. Off-line мониторинг проще в обслуживании, не требует сложного оборудования и применения сложных технологий передачи данных и поэтому дешевле и надёжней. Такая система не имеет абонентской платы, проста в установке и недорогая, не требует большого штата операторов системы, т.к. один оператор может просмотреть за смену отчёты 10-30 подвижных объектов и сравнить полученные данные с исходными данными. Например, если автопарк небольшой, не перевозит дорогие грузы, автомобили не имеют особой ценности. Главная задача - знать кто, когда и куда на этих автомобилях передвигался, сколько при этом потратил топлива, при этом неважно, когда эта информация будет получена: через минуту или через сутки, этот вариант наиболее оптимальный.
|
Спутники серии "Глонасс-М" создаются в НПО прикладной механики
им. М. Решетнева. Их назначение: обеспечение навигационной информацией и сигналами точного времени военных и гражданских наземных, морских, воздушных и космических потребителей. Основные характеристики спутника "Глонасс-М": Срок активного функционирования - 7,0 - 10,0 лет Погрешность ориентации на центр Земли - 0,5град. Погрешность ориентации на Солнце - 2,0град. Мощность системы электропитания - 1400,0Вт Площадь солнечных батарей - 30,0кв.м. Масса - 1415,0кг Масса полезной нагрузки - 260,0кг Потребляемая мощность полезной нагрузки - 650,0Вт.
Еще несколько лет назад человек, идущий по лесу, мог потерять ориентацию на местности и попасть в беду. Школьные знания по методам ориентирования, например, по положению солнца на небе, мху на коре деревьев или складкам местности, не дают должного эффекта.
Появление в широкой продаже приемников сигналов GPS в корне изменило ситуацию. Устройство, внешне напоминающее мобильный телефон, в считанные секунды отображает на жидкокристаллическом дисплее координаты местонахождения мобильной станции MS пользователя на поверхности Земли. Более "продвинутые" и дорогие модели MS способны предоставить всю необходимую информацию на цветной электронной карте.
Жидкокристаллический дисплей заменяет атлас автомобильных дорог или карту города: теперь не придется, удерживая одной рукой руль автомобиля, водить пальцем другой руки по бумажной карте, чтобы понять, свое местонахождение. Яркая светящаяся точка на экране показывает в режиме реального времени
(On-line) в каком городе (поселке), по какой улице или, вблизи какого дома едет автомобиль.
Человек быстро привыкает к хорошему сервису, удобствам, повышающим его безопасность и свободу передвижения.
Спутниковая система навигации - комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости, направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.
Основные элементы ГЛОНАСС:
- Орбитальная группировка, состоящая из нескольких (от 2 до 30) спутников, передающие специальные радиосигналы;
- Наземная система управления и контроля, включающая блоки измерения текущего положения навигационных спутников и передачи на них полученной информации для корректировки информации об орбитах;
- Приёмное клиентское оборудование (спутниковые навигаторы), используемое для определения координат;
- Информационная радиосистема для передачи пользователям поправок, позволяющих значительно повысить точность определения координат.
Принцип работы ГЛОНАСС
Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до навигационных спутников, положение которых известно с большой точностью.
Таблица положений всех навигационных спутников называется альманахом. Альманахом должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник пользователя сохраняет альманах в памяти с момента последнего выключения и, если он не устарел, мгновенно использует его. Каждый навигационный спутник передаёт в своём сигнале весь альманах.
Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников ГЛОНАСС, с помощью обычных геометрических расчетов (автоматических), на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.
Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определения скорости распространения радиосигнала. Для измерения времени распространения радиосигнала, каждый спутник ГЛОНАСС излучает сигналы точного времени, в составе своего сигнала, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы.
При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты местонахождения объекта. Дополнительно накапливая и обрабатывая эти данные за определённый промежуток времени, можно вычислить такие параметры движения, как скорость (текущую, максимальную, среднюю), пройденный путь и т. д.
Реально работа ГЛОНАСС происходит значительно сложнее.
Проблемы ГЛОНАСС и других навигационных систем:
-
Отсутствие атомных часов в большинстве навигационных приёмников.
Этот недостаток обычно устраняется требованием получения информации не менее чем с двух (двухмерная навигация при известной высоте) или трёх (трехмерная навигация) спутников. При наличии сигнала хотя бы с одного спутника можно определить текущее время с хорошей точностью.
- Неоднородность гравитационного поля Земли, влияющая на орбиты спутников.
- Неоднородность атмосферы, из-за которой скорость и направление распространения радиосигналов может меняться.
- Отражения сигналов от плотных слоев атмосферы и наземных объектов.
- Невозможность разместить на спутниках передатчики большой мощности, из-за чего приём их сигналов возможен только в прямой видимости.
В настоящее время готовятся к развёртыванию следующие системы спутниковой навигации:
-
NAVSTAR - принадлежит министерству обороны США, что считается другими государствами главным ее недостатком. Эта система более известна под названием GPS. Единственная работающая в полном объеме спутниковая навигационная система.
-
ГЛОНАСС - находится на этапе развёртывания спутниковой группировки. Обладает, по заявлениям разработчиков, некоторыми техническими преимуществами по сравнению с NAVSTAR, однако в настоящее время эти утверждения проверить невозможно ввиду недостаточности спутниковой группировки и отсутствия опыта коммерческого использования гражданскими организациями и населением России.
-
Бэйдоу - развёртываемая в настоящее время в Китае система - GNSS глобальная система спутниковой навигации, предназначена для использования только в этой стране. Особенность - небольшое количество спутников, находящихся на геостационарной орбите (спутники ГЕО).
-
Galileo (Галилео) - европейская система, находящаяся на этапе создания спутниковая группировка.
Среднеорбитальные (MEO) спутниковые навигационные системы GPS.
С разработкой в 1960 году атомных часов стало возможным использовать для целей навигации сеть точно синхронизированных передатчиков кодированных сигналов.
В 1973 году программы ВВС были объединены в общую технологическую программу " NAVSTAR - GPS". Полностью система была развернута в 1995 году.
Сегодня в составе GPS - Global Positioning System - глобальной системы позиционирования (навигации) находится более 30 искусственных спутников Земли.
Около 100 компаний производят приемную аппаратуру, которая используется в самых различных отраслях человеческой деятельности: от авиации и транспорта до строительства и земледелия. Мировой рынок продаж продукции, связанной с навигационной системой GPS, составляет около $20 млрд.
Система GPS предназначена для высокоточного определения трех координат, составляющих векторы скорости и времени различных подвижных объектов.
США предоставляют систему GPS в стандартном режиме для гражданского, коммерческого и научного использования без взимания за это специальной платы. Космический сегмент образован орбитальной группировкой из 31 среднеорбитальных (MEO) спутника, которые находятся на шести круговых средних орбитах высотой около ~20,0тыс. км над поверхностью Земли.
Период обращения космических аппаратов вокруг Земли ~ 12,0час.
Испытания среднеорбитальной (MEO) российской навигационной системы ГЛОНАСС начались в октябре 1982 года запуском спутника "Космос 1413".
Российские спутники "ГЛОНАСС-М" имеют меньшее время ~ 7 лет функционирования на орбите, чем американские.
Для надежного определения местонахождения объектов необходимо минимум
18 спутников.
Основное назначение второго поколения ГЛОНАСС - любой объект (корабль, самолет, автомобиль или пешеход) в любом месте, в любой момент времени за несколько секунд определяет параметры движения - три координаты и три составляющие вектора скорости.
В ГЛОНАСС применяются среднеорбитальные спутники (МЕО) на круговых геоцентрических орбитах с высотой ~19100,0км над поверхностью Земли.
Период обращения спутника вокруг Земли - 11 часов 15 минут (~12,0час.). Благодаря использованию в бортовых эталонах времени и частоты атомных стандартов частоты, в системе обеспечивается взаимная синхронизация радиосигналов, излучаемых орбитальной группировкой.
Подвижный объект принимает сигналы не менее чем от четырех радиовидимых спутников и использует для измерения не менее четырех расстояний и четырех скоростей.
.
.
Результаты измерений от каждого спутника, позволяют определить три координаты и три составляющие вектора скорости, а также смещение шкалы времени объекта относительно шкалы времени спутника.
Точность определения координат объектов с помощью GPS и ГЛОНАСС примерно одинакова. Сигналы в системе GPS передаются на частоте 1227,0мГц и 1575,0мГц, а ГЛОНАСС - 1250,0мГц и 1600,0мГц и кодируются для организации так называемого "селективного (избирательного) доступа".
Оба сигнала используют два кода:
- Первый код в GPS называется "легко обнаруживаемый", а в ГЛОНАСС - "стандартной точности".
- Второй код в GPS называется "закрытый", а в ГЛОНАСС - "высокой точности" и предназначен для санкционированного использования.
Пытаясь сделать GPS безальтернативной спутниковой навигационной системой для пользователей всего мира, 1 мая 2000 года пресс-служба Белого дома опубликовала заявление о прекращении использования режима "доступа не для всех" к GPS, однако власти США сохранили за собой право избирательно восстанавливать закрытый режим на региональной основе.
Системы определения координат объектов с помощью GPS и ГЛОНАСС находятся в пределах 5,0м - 40,0м, системы измерения скорости: 0,04 - 0,2 узла, системы определения высоты: 8,0м - 60,0м. Для решения некоторых задач подобная точность не может считаться удовлетворительной, поэтому был внедрен дифференциальный режим функционирования среднеорбитальных (MEO) спутниковых систем навигации. Суть этого режима состоит в том, что погрешность определения места может быть уменьшена до десятков сантиметров путем оперативного измерения и излучения специальных поправок, автоматически принимаемых и учитываемых в аппаратуре потребителя. Измерять поправки целесообразно на стационарных объектах, а расстояние и время доведения их до потребителя не должны превышать 500,0км и 20,0 минут соответственно (из-за так называемого уровня пространственной и временнóй корреляции).
Такими стационарными объектами являются радиомаяки, расположенные на побережье морей и океанов. Начата установка подобной аппаратуры и в России.
Поправки к сигналам излучаются радиомаяком "Шепелевский", расположенным на берегу Финского залива. В результате появилась возможность осуществлять управление любым транспортным средством (от самолета и автомобиля до корабля) оператором системы, находящимся вне этого средства.
Страны Европейского союза начали развертывание гражданской глобальной спутниковой навигационной системы "Галилео", опирающейся на свои собственные спутники.
Предполагается, что навигационная система "Галилео" должна быть:
- независимой от системы GPS, но взаимодействующей с нею;
- управляемой под международным контролем (США пытаются установить полный или частичный контроль над этой системой);
- более точной и доступной, способной быстро обнаруживать и оповещать о неисправности элементов системы;
- рентабельной;
- открытой для участия других партнеров, в частности России (наше участие в проекте не подтверждено).
Запуск первого спутника "Галилео" состоялся в 2004 году, а начало эксплуатации системы - в 2008 году.
Планируется, что "Галилео" будет передавать один общедоступный сигнал:
- OAS -Open Access Service - служба открытого доступа и один или два сигнала с контролируемым доступом:
- CAS - Controlled Access Service - служба контролируемого доступа.
Сигнал OAS эквивалентен GPS и должен обеспечивать точность порядка 10,0м.
Эта информация останется бесплатной до тех пор, пока будет сохраняться бесплатное использование GPS.
Сигналы CAS - платные, шифруемые, контролируемые коммерческой компанией и предназначены для потребителей, требующих более высокого уровня точности, целостности и уверенности для жизнеобеспечения и других специальных применений.
В CAS, в свою очередь, возможны два уровня:
- Уровень CAS-1 будет открыт за плату всем желающим.