Функция определения местоположения присутствует в каждом современном смартфоне. При этом пользователи даже не задумываются, что любое изменение сведений касательно вашего перемещения связано с работой десятков спутников, расположенных на околоземной орбите, наземных станций, а также целой команды специалистов. Их усилия направлены на то, чтобы составлять для пользователей удобный маршрут и сообщать о его удачном завершении. В России определением местоположения занимается отечественная спутниковая система – ГЛОНАСС.

С чего все начиналось

Знаковым для российской системы позиционирования стал конец 1976 года, когда было принято специальное постановление правительства. Согласно ей на свет появилась оборонная навигационная система «Ураган». Ее стартовый спутник был выведен на орбиту в октябре 1982 г. В силу своей трудоемкости вывести на орбиту работоспособное оборудование в количестве 12 единиц получилось только весной 1991 г. Спустя два года российская система навигации была принята в эксплуатацию, что дало определенный толчок в развитии и значительно ускорило процесс – всего 3 года спустя был получен полный комплект космических аппаратов (24 единицы), обеспечивающих полноценную работу системы.

Дальнейшие финансовые трудности того времени негативно отразились на обновлении спутников – к новому тысячелетию на орбите от «Урагана» насчитывалось всего 6 спутников. Этого было недостаточно, чтобы система продолжила нормально функционировать.

В 2001 г. была принята федеральная программа о глобальной системе навигации. В планах проекта было полное восстановление российской навигационной системы. Через 24 месяца стартовали запуски «Глонасс-М». В 2010 г. получилось развернуть группировку, обеспечивающую покрытие всей планеты.

Сегодня на околоземной орбите вращаются 26 функционирующих аппаратов ГЛОНАСС. Из них в работе находятся 22 спутника, 2 – оставлены на орбитальный резерв, 1 – в стадии подготовки, 1 – выведен из обращения. В октябре нынешнего года в Плесецке стартовал «Союз-2.1б», обеспечивший запуск спутника навигации «Глонасс-К». Это модифицированная модель космического аппарата, собранная из преимущественно отечественных компонентов.

В планах – проведение пошаговой замены работающих спутников более продвинутыми аналогами. Также планируется ввести дополнительные каналы трансляции сигналов системы ГЛОНАСС и значительно сократить погрешность позиционирования, которая в наши дни составляет 2,8 м.

Особенности работы

Спутники вращаются на высоте до нескольких тысяч км. ГЛОНАСС приспособлен к работе с более высокими значениями, высота орбиты в данном случае составляет 19,4 км. Такие цифры основаны на географическом расположении самой России. Из любого региона при отсутствии облачности одновременно будут видны от 4-х и более спутников.

Каждый аппарат транслирует сигналы, принимаемые чипом, интегрированным в смартфон. Такая работа обеспечивает возможность определения местоположения устройства и пользователя. Если рассмотреть этот момент подробно, то по заданным позициям каждого спутника системы навигации выполняются вычисления координат местонахождения смартфона. Чем точнее будут данные относительно положения спутника, тем достовернее будут расчеты, которые находятся в ведении наземных служб. Секрет кроется в неизменной смене положения спутников (и человека), а при определении геолокации важна каждая мелочь.Не искать спутники, не требовать получения новых данных позволяют технологии «горячего старта».

Спутники навигации осуществляют трансляцию данных касательное своего местонахождения. Сведения представлены двумя различными типами. В первом из них – альманахе – присутствуют сведения об орбитах спутников, при этом каждое устройство осуществляет передачу альманаха оставшимся аппаратам. Данные в альманахах не очень точные, остаются действительными в течение нескольких месяцев.

Трансляция второго типа – эфемерида – предусмотрена только по самому устройству. Это информация, в которой присутствуют корректировки орбит и текущего времени с высокой точностью. Благодаря этим данным обеспечивается точное установление локализации. Эфемериды передаются с интервалом в 30 секунд. Наверняка вы не раз замечали, что смартфон ошибается с определением места непосредственно после включения навигатора, а точные координаты появляются спустя некоторое время? Именно тогда и происходит прием данных, полученных через эфемериды.

Когда происходит «холодный старт» – спутник включается после продолжительного перерыва либо при большом удалении от прежнего места, сам смартфон обнуляет поиск аппарата: ищет сигналы, принимает альманах с первого спутника, после чего следует поаппаратная передача эфемерид. После этого определение координат становится точным.

Улучшить скорость работы оборудования, избежать негативного влияния плохой видимости (в помещениях, неподалеку от высотных зданий, заслоняющих небо и т.д.) применяется А-GPS. Это общее название для всех похожих систем, отвечающих за ускорение геопозиционирования, не имеющее отношения к американской GPS. При работе ряд данных, требуемых для выполнения расчетов, а также установления местоположения, транслируется GPS-приемнику с использованием дополнительного канала связи. Такая работа обеспечивает значительное ускорение сроков эффективного старта навигационного оборудования.

Сочетание удобства с безопасностью

ГЛОНАСС выступает не только в роли удобной системы для повседневного использования, оптимального навигационного оборудования для путешествий, работы в такси. Это важный элемент глобальной безопасности страны. Современные смартфоны позволяют применять многие международные системы навигации: европейскую Galileo, американскую GPS, китайскую Biedou. Наличие собственной системы в данной сфере позволяет стране выйти на более высокий уровень.

При отсутствии у России спутниковой навигации подобного уровня (ГЛОНАСС составляет достойную конкуренцию зарубежным аналогам), не исключается совершенно иное развитие сценария в условиях современной обстановки. С большой долей вероятности пришлось бы иметь дело с активными угрозами касательно отключения страны от спутниковой навигации. Как минимум тут не обошлось бы без снижения точности сигнала.

С развитием современных технологий сложно точно установить количество разнообразных сервисов, применяющих в своей работе спутниковую навигацию. Большинство из них используются для улучшения качества жизни человека: геодезия, беспилотники, мобильные игры. Стоит только представить себе поиск маршрута при помощи бумажной карты!

Отдельного внимания заслуживает система экстренного аварийного реагирования– ЭРА-ГЛОНАСС. Механизм находится на стадии внедрения, но уже успел продемонстрировать собственную эффективность: с его помощью спасаются людские жизни, благодаря точной подаче сигнала с координатами авто в службу спасения при происшествии. Но без спутников и ГЛОНАСС – удобной, надежной отечественной системы, и данный сервис оказался бы недоступным для использования.