Глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS) — это системы, использующие спутники для предоставления информации о местоположении
Глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS) — это системы, использующие спутники для предоставления информации о местоположении и времени пользователям по всему миру. Одной из самых известных систем GNSS является Глобальная система позиционирования (GPS), которая находится в ведении правительства США. Однако действуют и другие системы GNSS, такие как российская система ГЛОНАСС и система Galileo Европейского союза. Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) становятся все более важными для различных приложений, от GPS-навигации в смартфонах до точного земледелия и беспилотных автомобилей. В этой статье мы рассмотрим историю и развитие GNSS, технологии, стоящей за ней, и ее различных приложений.
Что такое созвездия GNSS?
Созвездие GNSS относится к группе спутников, составляющих определенную систему GNSS. Каждый спутник в созвездии находится на определенной орбите на определенной высоте, и все они работают вместе, чтобы предоставлять информацию о местоположении и времени пользователям на земле.
Как работает ГНСС?
Системы GNSS полагаются на сеть спутников, вращающихся вокруг Земли. Каждый спутник передает сигнал, который может быть уловлен наземным приемником. Измеряя временную задержку между передачей и приемом сигнала, приемник может рассчитать свое расстояние от спутника. Измеряя расстояния от нескольких спутников, приемник может определить свое точное местоположение. Сигналы, передаваемые спутниками GNSS, также используются для предоставления точной информации о времени. Измеряя временную задержку между передачей и приемом сигнала, приемник может определить точное время. Это полезно для широкого круга приложений, включая финансовые транзакции, управление энергосистемой и научные исследования.
Как работают созвездия GNSS?
Когда пользователь на земле хочет определить свое местоположение, он использует устройство, называемое приемником. Приемник связывается со спутниками в созвездии GNSS и использует временную задержку сигналов от нескольких спутников для расчета положения пользователя.
Приемник сравнивает время, когда сигнал был передан спутником, со временем, когда он был получен приемником. Поскольку скорость света постоянна, временную задержку между передачей и приемом можно использовать для расчета расстояния между спутником и приемником. Измеряя расстояние до нескольких спутников, приемник может триангулировать свое положение.
История ГНСС
История GNSS началась в 1960-х годах, когда Министерство обороны США разработало Глобальную систему позиционирования (GPS) для использования в военных целях. Система, состоящая из сети спутников, вращающихся вокруг Земли, была разработана для предоставления точной информации о местоположении и времени военному персоналу и оборудованию. В 1980-х годах система стала доступна для гражданского использования и быстро стала одной из наиболее широко используемых систем GNSS в мире.
Другие страны вскоре разработали свои собственные системы GNSS, в том числе российская ГЛОНАСС, европейская Galileo и китайская BeiDou. Эти системы, наряду с GPS, в настоящее время считаются работающими системами «большой четверки» GNSS.
Как созвездия GNSS улучшают GPS?
Одним из основных преимуществ созвездий GNSS по сравнению с GPS является то, что они увеличивают количество спутников, доступных для позиционирования. Это означает, что пользователь может принимать сигналы от большего количества спутников в любой момент времени, что повышает точность и надежность информации о местоположении.
Еще одним преимуществом созвездий GNSS является то, что ими управляют разные объекты, что может обеспечить избыточность в случае выхода из строя одной системы. Например, если система GPS выйдет из строя, пользователи все равно смогут получить доступ к информации о местоположении и времени из систем ГЛОНАСС или Galileo.
Различия между ГНСС и GPS
Хотя GPS — это особый тип GNSS, между ними есть некоторые ключевые различия. Основное отличие состоит в том, что GPS эксплуатируется правительством США и в основном используется в военных и гражданских целях, в то время как другие системы GNSS, такие как ГЛОНАСС и Galileo, эксплуатируются другими странами и организациями. Еще одно отличие состоит в том, что GPS имеет только 31 рабочий спутник, в то время как другие системы GNSS, такие как ГЛОНАСС, Galileo и BeiDou, имеют больше рабочих спутников, что делает их более точными и надежными.
В заключение, созвездия GNSS представляют собой группы спутников, которые работают вместе, чтобы предоставлять информацию о местоположении и времени пользователям по всему миру. Они улучшают традиционные системы GPS, увеличивая количество спутников, доступных для позиционирования, и обеспечивая резервирование на случай, если одна система выйдет из строя. Как мы видим, GNSS — это более широкий термин, включающий GPS и другие спутниковые навигационные системы по всему миру.