Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться или войти через
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Нюансы ГЛОНАСС'остроения
9 Мая 2011

Нюансы ГЛОНАСС'остроения


     

Автор: Игорь Волков

Нюансы ГЛОНАСС'остроения

Не кто бы не стал тратить столько денег на создание спутниковых навигационных систем, если бы не потребность точного расчета траекторий полета для баллистических ракет. 

Толчком к созданию систем спутниковой навигации послужил запуск Советским союзом 4 октября 1957-го года, первого искусственного спутника земли «ПС-1». Исследуя сигналы «ПС-1», ученые в США (группа под руководством директора лаборатории прикладной физики Ричарда Кершнера в Университете Джона Хопкинса) и СССР (группа под руководством Владимира Котельникова, в Институте радиотехники и электроники АН СССР), обратили внимание, что благодаря Доплеровскому эффекту, при приближении спутника частота принимаемого сигнала увеличивается, а при удалении - уменьшается. То есть, на основании этого наблюдения становилось возможным определение скорости и координат спутника. Но значительно важнее, что зная координаты и скорость спутника, становилось возможным определение собственных координат на поверхности земли.

Спутнки1.jpg

Первый искусственный спутник земли "Спутник-1" (ПС-1)

Если вспомнить, что зарождение спутниковой навигации происходило в разгар холодной войны, то нет ничего удивительного, что первые образцы были предназначены исключительно для нужд министерств обороны СССР и США. Было важно знать точные координаты военных кораблей и подводных лодок, для правильного расчета траектории полета запускаемых с них баллистических ракет.

Таким образом, первой спутниковой навигационной системой, стала запущенная в эксплуатацию американцами в 1964 году, навигационная система NNSS (Navy Navigation Satellite System), более известная под названием TRANSIT, созданная на базе семи низкоорбитальных спутников. В 1967-м СССР начинает развертывание в космосе собственной низкоорбитальной навигационной системы «Циклон».

Для гражданских потребителей спутниковая навигация стала доступна в 1967 году, когда сигнал американской системы TRANSIT стал предоставляться коммерческим пользователям. В СССР для нужд торгового морского флота, в 1976-м был разработан гражданский вариант навигационной системы «Циклон», получивший название «Цикада».

Однако все низкоорбитальные системы (высота орбиты порядка 1 тыс. км) имели серьезные ограничения при эксплуатации, в числе которых было длительное время затрачиваемое на определение координат, недостаточная точность позиционирования (особенно движущихся объектов), не глобальное покрытие.

Решить эти проблемы позволило использование другого принципа определения координат. Вместо измерения доплеровского сдвига частоты сигнала от спутника, перешли к измерению времени прохождения сигнала. Первыми спутниками с прецизионными кварцевыми генераторами на борту стали запущенные в 1967-м и 1969-м годах американские спутники экспериментальной низкоорбитной навигационной системы TIMATION. В 1973-м году, на базе программы TIMATION была начата работа над новой программой - NAVSTAR-GPS. При разработке NAVSTAR-GPS было принято отказаться от низкоорбитальных систем в пользу среднеорбитальных (высота орбиты порядка 20 тыс. км). На спутниках NAVSTAR-GPS уже были установлены не кварцевые, а квантовые генераторы частоты. При этом если раньше, определение координат проводилось по сигналу одного спутника, находящегося в данный момент в пределах радиовидимости, то теперь развитие спутниковых навигационных систем пошло по сетевому приципу когда для определения координат необходим сигнал хотя бы от трех спутников системы. Это привело к многократному увеличению числа спутников, а следовательно более длительному времени развертывания системы. Так первый тестовый спутник NAVSTAR-GPS был запущен в 1974-м, а закончена спутниковая группировка была лишь в 1993-м, то есть почти через двадцать лет.

обрбиты GPS.jpg

Орбиты спутников NAVSTAR-GPS

В СССР работа над системой ГЛОНАСС была начата позднее и первый спутник ГЛОНАСС был выведен на орбиту лишь в 1982-м году. Однако это не помешало в один год с американцами (1993) официально принять ГЛОНАСС в эксплуатацию с орбитальной группировкой из 12 спутников. В декабре 1995-го, количество спутников в ГЛОНАСС достигло 24-х. Но из-за развала СССР и недостаточного финансирования космической отрасли, к 2001-му году число работоспособных спутников на орбите сократилось до шести. На данный момент орбитальная группировка ГЛОНАСС состоит из 26-ти спутников. В течении этого года количество спутников будет увеличено до штатных 28-ми, причем вновь выведенные спутники не только дополнят собой группировку, но и придут на замену отслужившим свой срок (всего планируется вывести семь спутников «Глонасс-К» и «Глонасс-М»).

Частичное использование NAVSTAR-GPS гражданскими пользователями стало возможным после указа президента США Рональда Рейгана, поводом для которого стал сбитый над территорией СССР, в 1983-м году, «заблудившийся» самолёт Корейских авиалиний. Правда во избежание использования сигнала NAVSTAR-GPS не американскими военными, его точность была занижена по специальному алгоритму. В 2000-м году, президент США Билл Клинтон отменил загрубление точности сигнала, поскольку он все равно уже был расшифрован.

proton.jpg

Ракетоноситель "ПРОТОН-М" (с ее помощью в космос доставляются спутники ГЛОНАСС)

Помимо России и США, собственные проекты по созданию спутниковых навигационных систем есть у Евросоюза и Китая. У Евросоюза это среднеорбитальная навигационная система Galileo, а у Китая высокоорбитальная (высота орбиты порядка 35 тыс. км) навигационная система COMPASS также называемая Beidou-2 (в переводе с китайского Северный Ковш – имеется в виду созвездие Большой Медведицы). Правда эти проекты, пока лишь на стадии разработки и их ввод в эксплуатацию в обозримом будущем не предвидется.

Если в работоспособности NAVSTAR-GPS никто не сомневается, то ГЛОНАСС в СМИ принято критиковать и за недостаточную точность и за несопоставимую стоимость этого проекта в сравнении с GPS. Насчет стоимости я ничего говорить не буду, так как сейчас просчитать все расходы потраченные за три десятка лет на ГЛОНАСС, видимо уже не возможно. А вот, о точности позиционирования ГЛОНАСС я бы хотел поговорить особо. Для начала замечу, что для определения своих координат на поверхности земли, навигатору надо принимать сигналы минимум от трех спутников, если будет сигнал от четвертого, то возможно будет определение высоты над поверхностью, что для автонавигации вовсе не обязательно. Однако чем от большего числа спутников навигатор принимает сигналы, тем выше точность определения координат.

Первые опыты по тестированию ГЛОНАСС в журнале Мобильные Новости были произведены весной 2008-го года, когда стал доступен самый первый автомобильный навигатор с поддержкой ГЛОНАСС - Glospace SGK-70. Уже тогда, навигатор позволял только на сигнале от спутников ГЛОНАСС без каких либо проблем перемещаться по городу. Замечания были разве что по более длительному, чем у NAVSTAR-GPS, времени холодного и теплого старта. При этом, орбитальная группировка ГЛОНАСС в это время состояла всего из шестнадцати работающих спутников.

Согласно нашим тестам, сейчас количество видимых навигатором спутников ГЛОНАСС достигает девяти, при этом непосредственно в позиционировании участвует от трех до семи спутников.

спутники ГЛОНАСС.jpg

Количество спутников (сверху ГЛОНАСС, снизу NAVSTAR-GPS) "видимых" навигатору

(первая цифра - сколько спутников участвует в позиционировании, вторая - сколько вообще "видно" навигатору)

Несмотря на достаточное для уверенной навигации число видимых спутников ГЛОНАСС, все существующие ГЛОНАСС навигаторы в равной степени хорошо умеют работать и со спутниками NAVSTAR-GPS. Навигатор может осуществлять позиционирование как по спутникам ГЛОНАСС, так и по спутникам NAVSTAR-GPS, но что самое интересное, что возможно параллельное использование двух систем сразу. Таким образом, число спутников, на основании сигналов с которых происходит расчет местположения навигатора иногда может достигать 15-ти. Это прежде всего дает возможность существенно поднять точность позиционирования, которая становится много выше чем у каждой из систем по отдельности. Но главное здесь не точность, а стабильность работы, когда в зонах неуверенного приема одной системы навигации, ее подстраховывает другая. И там, где навигаторы, использующие только GPS или только ГЛОНАСС, потеряли бы спутники, устройство, параллельно использующее обе системы, продолжало бы успешно функционировать.

На момент написания статьи на рынке было доступно всего несколько устройств с поддержкой ГЛОНАСС. 


Glospace SGK-70 (НИИ КП SGK-70)

Glospace SGK-70 официально разработанный в ФГУП Научно-исследовательском институте космического приборостроения (и в дальнейшем выпускавшийся под маркой НИИ КП SGK-70), был помпезно анонсирован в конце 2007-го с ценой в 16 тысяч рублей. Однако реально увидеть его в продаже удалось лишь полгода спустя и уже по цене 22-28 тысяч. Интересно, что роль российских разработчиков в создании Glospace SGK-70 была сведена к минимуму, поскольку SGK-70 представляет собой ODM-модель одного из заводов юго-восточной Азии, в которой вместо 20-канального GPS-приёмника на базе чипсета SiRF Star III, вставлен не очень подходящий для автомобильных навигаторов ГЛОНАСС/GPS-приемник СН-4701 (Navior-24) разработанный в КБ НАВИС. Этот же навигатор (но без ГЛОНАСС) у корейского завода покупали и другие компании чтобы представить под собственными торговыми марками: CNS-Link CNS-7010, EasyGo 400, MyDean FX-1, Maqma NV701 и тд.

Глоуспэйс.jpg

В левом верхнем углу расположен навигатор GLOSPACE SGK-70,

он отличается от других моделей того же корейского завода,

поддержкой ГЛОНАСС, выносной антенной и отсутствием встроенного аккумулятора

Поскольку в корпус навигатора, после установки ГЛОНАСС/GPS чипа, аккумулятор и антенна уже не помещалась, то последнюю сделали выносной с магнитным креплением на крышу автомобиля. Если с необходимостью каждый раз при отправлении в путь выкидывать антенну на крышу еще можно было смирится, то отсутствии у навигатора встроенного аккумулятора, приводило к его полному отключению и последующему холодному старту, при каждом повороте ключа в замке зажигания автомобиля (сопровождается обесточиванием разъема прикуривателя, как при включении стартера, так и при повороте в положении «стоянка»). Помимо этого навигатор имел винтовое крепление к держателю на лобовое стекло в следствии чего, в совокупности с долгим временем загрузки и поиска спутников, на его подготовку к работе уходило несколько минут. При всех этих недостатках, Glospace SGK-70 все таки умудрялся исправно ловить сигналы от спутников как ГЛОНАСС так и GPS, чему свидетельствуют наши тесты опубликованные в журнале еще летом 2008-го.


РИРВ-НТ1813

Вторым навигатором с поддержкой ГЛОНАСС на рынке стал РИРВ НТ-1813. В отличии от предыдущего навигатора, РИРВ НТ-1813 действительно полностью российская разработка. Название навигатора представляет собой аббревиатуру института в котором он был создан - ОАО "Российский институт радионавигации и времени". Впервые этот навигатор был показан публике в мае 2009-го года на международной выставке NAVITECH-EXPO’2009 под рабочим названием «Пользователь 2.5».

РИРВ.jpg

РИРВ-НТ1813

РИРВ-НТ1813 имеет собственное лицо и непохож ни на один из существующих навигаторов. Помимо отличного приема сигнала с ГЛОНАСС и NAVSTAR-GPS спутников он может похвастаться вертикальной ориентацией дисплея, длительным временем работы от аккумулятора и рекордно коротким временем подготовки к работе. Вертикальная ориентация дисплея – уникальное явление для рынка автомобильных навигаторов. При этом именно в вертикальном положении на дисплее может отображаться больший участок линии маршрута (почему это очевидное наблюдение не находит воплощения в навигаторах других производителей мне не очень понятно). Что касается скорости подготовки навигатора к работе, то здесь есть маленькая хитрость. Навигационная система будучи единожды запущенной, при переходе в основное меню навигатора не закрывается, как это происходит в других навигаторах, а остается работать в фоновом режиме. Благодаря чему, последующие ее запуски занимают порядка секунды, против десятков секунд и даже минут на других устройствах. Но и это не все. При нажатии кнопки выключения, РИРВ-НТ1813 не отключается, а переходит в спящий режим, благодаря чему время его подготовки к работе, при последующих включениях занимает ту же секунду с небольшим. В спящем режиме, навигатор тратит довольно мало энергии, по крайней мере в процессе нашего тестирования, даже через 10 дней простоя, заряд его аккумулятора если и уменьшился, то совсем не заметно. Заряда штатного аккумулятора (возможна установка аккумулятора повышенной емкости) хватает на пять часов работы, что почти в два раза выше, чем у большинства навигаторов. Помимо этого навигатор умеет показывать видео, отображать электронные книги на своем дисплее и воспроизводить музыку. Последняя маленькая фишка РИРВ-НТ1813 это сверхточный индикатор заряда аккумулятора, который состоит ни как обычно из трех делений, а из двадцати!!!


СИРИУС - АСН 201

ГЛОНАСС/GPS навигатор СИРИУС - АСН 201 разработан в ОАО "Ижевский радиозавод" и был впервые анонсирован в октябре 2009-го. СИРИУС - АСН 201 выполнен в привычном дизайне и если бы не поддержка ГЛОНАСС то не отличался бы от обычных GPS навигаторов. Это и понятно, так как корпус и начинка навигатора, разработаны в Южной-Корее, а в России в него вставлен навигационный приемник МНП-М3 созданный непосредственно в ОАО "Ижевский радиозавод».

Сириус.jpg

СИРИУС - АСН 201

СИРИУС - АСН 201 довольно крупный навигатор, диагональ его дисплея 7 дюймов, как и у Glospace SGK-70. Но в отличии от SGK-70 у него есть собственный Li-on аккумулятор и встроенная антенна. Цена у него тоже более приемлемая и составляет порядка 12 тысяч рублей. Из интересных особенностей у СИРИУС - АСН 201 есть разве что пульт дистанционного управления. По современным меркам прочие технические характеристики этого навигатора – скромные: процессор 400 МГц, дисплей с разрешением 480х272, операционка Microsoft WinCE 5.0, собственной памяти нет, а SD-карты памяти поддерживаются только до 4Гб. В аппарате есть видеоплеер, браузер для просмотра фотографий, аудиоплеер, FM-трансмитер и возможность подключения внешних источников сигнала через разъем AV-IN.


"Мирком" М500 Глонасс

В октябре 2009-го года компания «Мирком» анонсировала выпуск встраиваемой навигационной системы   «М500 ГЛОНАСС» .   «М500 ГЛОНАСС»  имеет встроенный ГЛОНАСС/GPS приемник Navis CH 4706, а также GSM/GPRS модем для "громкой связи", выхода в Интернет и загрузки информации о "пробках".   «М500 ГЛОНАСС» – полностью отечественная разработка и производится в России. 

m_front_photo.jpg

Cтоимость «М500 ГЛОНАСС» в зависимости от комплектации находится в пределах 25000 руб. «М500 ГЛОНАСС» – это встраиваемый навигационный блок совместимый со штатными мониторами (Toyota, Audi, Lexus, Nissan, Infiniti, Mercedes и др.), с мультимедийными 2DIN станциями (Clarion, Alpine, Pioneer, Kenwood, и др.),  также с другими VGA мониторами. «М500 ГЛОНАСС»  спроектирована на базе процессора ARM11 с частотой 800 МГЦ, имеет внутреннюю память 512 Мб, два слота под SD карты (второй нужен для видеорегистратора), вход для подключения камеры заднего вида и видео выходы AV, RGB, VGA, два USB порта, а также гироскоп (опция), позволяющий получать данные о местоположении в случаях заезда автомобиля в тунель. «М500 ГЛОНАСС» работает на базе ОС Windows CE 6.0, в стандартную комплектацию входит лицензионное ПО «Навител».    

Мирком.jpg

  Встраиваемый блок «М500 ГЛОНАСС»  


Lada Priora и Kalina

Проект "ГЛОНАСС на Ладах" стартовал еще в 2008 году. Были выставки и анонсы планов ОАО «АвтоВАЗ» по выпуску модификаций Lada Priora (комплектации "Норма", "Люкс") со встроенным ГЛОНАСС/GPS навигатором, позднее было объявлено и о аналогичных планах по поводу Lada Kalina ("Люкс", "Супер-Люкс"). Однако первая партия Lada Kalina с ГЛОНАСС/GPS навигатором, в количестве полусотни штук сошла с конвеера только в марте этого года. Она предназначена исключительно для тест-драйвов и демонстрации потенциальным покупателям официальными дилерами ОАО «АвтоВАЗ». В случае с Lada Kalina, наличие встроенного навигатора ГЛОНАСС/GPS увеличивает ее стоимость на 13 тысяч рублей. Дисплей навигатора расположен на приборной панели и помимо навигационной программы, на него можно вывести температуру за бортом автомобиля, показания одометра, показания бортового компьютера.

Lada.jpg

Приборная панель  Lada Kalina

Навигаор для LADA Kalina, разработан научно-производственным предприятием «Итэлма», а в качестве ГЛОНАСС/GPS модуля используется навигационный приемник ГеоС-1М разработанный компанией КБ «ГеоСтар навигация».

Серийный выпуск Lada Priora со встроенным ГЛОНАСС/GPS навигатором пока не начат.


МТС Glonass 945

1-го апреля, компания МТС объявила о старте продаж смартфона МТС Glonass 945 на базе операционной системы Android поддерживающего ГЛОНАСС и GPS. МТС Glonass 945 стал первым в мире смартфоном способным использовать для навигации не только NAVSTAR-GPS, но и ГЛОНАСС. Стоимость МТС Glonass 945 на сайте оператора, с тарифным планом МТС составляет 10 490 рублей, а без него 10 990 рублей. Смартфон выпускается для МТС китайской компанией ZTE Corporation и базируется на 800 МГц'ом чипсете Qualcomm MSM 7230 поддерживающим ГЛОНАСС. Этот же смартфон ZTE Corporation выпускает для оператора Vodafone под маркой Vodafone 945, а также под собственной маркой ZTE VF945. Разумеется у этих моделей нет поддержки ГЛОНАСС, но зато у них имеется 5-мегапиксельная камера с LED-вспышкой. Для реализации поддержки в аппарате ГЛОНАСС, компании ZTE Corporation пришлось дополнить аппарат антенной способной принимать сигнал и ГЛОНАСС и GPS, а также доработать софт.

МТС.jpg

Слево находится смартфон  ZTE VF945, а справа МТС Glonass 945  (сверху) и Vodafone 945 (снизу)  


Вообще компанией Qualcomm выпускаются два процессора с поддержкой ГЛОНАСС это упомянутый выше процессор MSM7230 для платформы Android 2.2, и чипсет QCS 6295 для платформы Brew Mobile. Процессоры Qualcomm MSM 7230 широко используются производителями смартфонов, но кроме ZTE Corporation никто из них пока не реализовал поддержку ГЛОНАСС.

МТС Glonass 945 поставляется с предустановленной off board (карты подгружаются по мере необходимости через сеть GPRS) навигационной системой «МТС Навигатор» позволяющей прокладывать маршруты с учётом пробок. Но поскольку это Android смартфон то пользователь сам может установить любую навигационную систему (например Навител, Сити ГИД или Прогород). 

Перспективные модели и разработки

В числе самых ожидаемых ГЛОНАСС навигаторов находится модель Explay GN-410, анонсированная в начале весны. Планировалось что модель появится на прилавках в начале апреля, но на момент написания статьи продажи так и не начались. Explay GN-410 обещает стать самым доступным устройством с поддержкой ГЛОНАСС и GPS поскольку его цена планируется на уровне GPS навигаторов схожей функциональности, то есть, где-то в районе пяти тысяч рублей.

Explay.jpg

Explay GN-410

Если не считать поддержки ГЛОНАСС, то Explay GN-410 типичным навигатором среднего уровня: обладает плоским 5 дюймовым TFT дисплеем, встроенной памятью объемом 4 Гб, может воспроизводить также видео и аудио файлы.

О своих планах по выпуску ГЛОНАСС навигаторов заявили и другие производители, правда конкретных моделей, как и их технических харктеристик названо не было.

ЗАО «Конструкторское бюро навигационных систем» (ЗАО «КБ НАВИС») занимается разработкой модулей ГЛОНАСС/GPS, которые могут быть использованы как во встраиваемых в автомобиль навигаторах, так и в обычных с креплением через держатель с присоской на лобовое стекло. Модуль Navior-24 (СН-4701) от «КБ НАВИС» использовался кстати еще в Glospace SGK-70.

Сейчас линейка ГЛОНАСС/GPS модулей «КБ НАВИС» насчитывает четыре модели, в которой помимо упомянутого выше входят одноплатный миниатюрный 24-х канальный навигационный приемник СН-4706, а также модули для авиционного и морского применения. Для автомобильных навигаторов компания готовит к выпуску чипсет серии NV08C, навигаторы на основе которого имеют шанс появится уже в третьем квартале этого года.

Navis.jpg

  Чипсет серии NV08C производства «КБ НАВИС».

Судя по дате на чипсете, выпущен он еще в сентябре 2009-го

Чипсеты ГЛОНАСС/GPS также разрабатывает компания КБ "ГеоСтар навигация" (входит в группу "М2М телематика"), которые используется в частности в ГЛОНАСС трекерах компании "М2М телематика", а также автомобилях LADA, как уже было упомянуто выше. Для портативных автомобильных навигаторов компания готовит к выпуску чипсет ГеоС-2. 

Не отстают и производители чипов из юго-восточной Азии, в числе которых находится тайваньская компания SkyTraq и китайская Unicore Communications (у нее трехсистемный приемник UB330, поддерживающий сигналы ГЛОНАСС, NAVSTAR-GPS и Beidou.

В Китае появились и псевдо навигаторы с поддержкой ГЛОНАСС, в которых он хотя и заявляется производителем, но на деле оказывается его имитацией. В приложении отображающем карту видимых навигатором спутников, отображаются как спутники ГЛОНАСС, так и GPS, но в случае со спутниками ГЛОНАСС это лишь их имитация. При вскрытии навигатора, там вместо чипсета поддерживающего работу ГЛОНАСС и антенны способной принимать сигналы от спутников ГЛОНАСС, лишь стандартный чипсет GPS и столь же обычная антенна.

Заплатите за отсутствие ГЛОНАСС

В рамках развития системы ГЛОНАСС, в планах правительства Российской федерации ввести пошлины на импорт мобильных телефонов и коммуникаторов (c функцией GPS навигации), а также навигаторов без системы ГЛОНАСС. Окончательное решение по этому поводу должно быть приято еще до конца этого года, а размер пошлины может составить до 25 процентов от рыночной стоимости устройств.

спутник GPS.jpg

По приведенным выше примерам видно, что пока даже дополнительная наценка в 25 процентов не сделает устройства с поддержкой ГЛОНАСС равными по цене, своим GPS аналогам, поскольку в большинстве случаев поддержка устройством ГЛОНАСС увеличивает его цену как минимум вдвое. Конечно в большинстве случаев виной тому малые размеры партий навигационных устройств поддерживающих ГЛОНАСС и возможно когда поддержка сразу ГЛОНАСС и GPS станет нормой, не только для навигационных устройств в Российской федерации, но и для всего мира, то и наценка за ГЛОНАСС перестанет существовать.

 

Голосование:
(Голосов: 2, Рейтинг: 3.35)
Поделиться:
Комментарии

Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.
Перейти на страницу авторизации