Что показывает ГЛОНАСС на мониторе компьютера

Обновлено: 21.11.2024

В области испытаний транспортных средств большинство пользователей OxTS работают на открытых полигонах с небольшим количеством деревьев или вообще без них, без зданий, без ничего, что могло бы загораживать небо. В этих условиях GPS отлично работает в течение всего дня, каждый день. Количество случаев, когда GPS переходит из наиболее точного режима (целое число RTK) в режим худшего позиционирования, очень мало.

Для тестирования ADAS в реальных условиях инженеры должны отправиться на настоящие дороги. Это территория, которую хорошо знают наши заказчики-геодезисты. Есть мосты, деревья, многоэтажки, городские каньоны. Точное позиционирование в этих условиях не так просто. Трудно дать какие-либо спецификации для этих условий, потому что:

1) Созвездие GPS меняется в течение дня, поэтому одно и то же здание блокирует разные спутники в разное время.
2) Когда вы едете, разные части неба блокируются, поэтому производительность меняется по маршруту.

На производительность влияет как маршрут, так и время суток.

Предыстория ГЛОНАСС

Сентябрь 2010 г. Россия запустила еще один спутник ГЛОНАСС, после чего общее количество работающих спутников ГЛОНАСС увеличится до 21. Наличие 21 спутника на орбите делает ГЛОНАСС самостоятельной жизнеспособной спутниковой навигационной системой для большей части земного шара. Однако в сочетании с GPS ГЛОНАСС расширяет рабочие условия, так что точные измерения можно выполнять даже при частичном покрытии неба. Это также уменьшает шум скорости в сложных условиях, предоставляя больше спутников, которые можно использовать для расчета скорости.

Созвездие ГЛОНАСС очень новое. Самый старый спутник был запущен в 2004 году, а все остальные начали работать в 2007 году или позже. Только совсем недавно ГЛОНАСС стала жизнеспособной услугой и начала реально улучшать GPS.

Покрытие ГЛОНАСС

Покрытие системы ГЛОНАСС на 9 сентября 2010 г. показано на диаграмме.

Белые области имеют покрытие от 99% до 100% времени. Только несколько областей имеют покрытие менее 92% времени, и нет областей с покрытием менее 80% времени. Когда 21-й спутник заработает, будут внесены дальнейшие улучшения.

Большую часть времени в небе будет находиться не менее 5 спутников ГЛОНАСС в удобных позициях над большей частью мира. При объединении GPS и ГЛОНАСС требуется один дополнительный спутник для синхронизации времени между часами GPS и ГЛОНАСС; поэтому вы не можете просто добавить все спутники GPS к спутникам ГЛОНАСС. Если в поле зрения находятся 5 или более спутников ГЛОНАСС, по крайней мере 4 спутника доступны для поддержки GPS.

Помощь RTK GNSS

Почему наличие большего количества спутников так помогает RTK?

Когда ваш приемник находится в режиме позиционирования RTK, вклад каждого спутника невелик. В случае с открытым небом нет большого улучшения, когда у вас есть 12 спутников по сравнению с 6.

Однако ситуация отличается, когда ваш GPS-приемник выходит из-под моста. Теперь вам нужно 4 (или 5 при использовании ГЛОНАСС) спутников, чтобы настроить и поддерживать неоднозначность. Вам нужен дополнительный спутник, чтобы начать решать ваши неясности. Для алгоритма поиска неоднозначности RTK первые 4 или 5 спутников не помогают. Иметь 12 спутников в два раза лучше, чем 8.

Пользователи GPS обычно имеют от 8 до 12 спутников. Однако, когда вы добавляете ГЛОНАСС, обычно в поле зрения находится от 14 до 20 спутников. Несмотря на то, что один спутник в созвездии GPS+ГЛОНАСС необходим только для того, чтобы сделать две системы совместимыми, количество спутников все же намного больше, чем только GPS.

Эти дополнительные спутники помогают:

1) Разрешить более быстрое разрешение RTK после мостов и других препятствий.

2) Возможность поддерживать RTK, когда большая часть неба заблокирована.

Отображение улучшений местоположения с помощью ГЛОНАСС

Как мы уже говорили, в условиях открытого неба ГЛОНАСС вряд ли поможет, поскольку GPS уже обеспечивает полную точность почти в 100 % случаев. Тесты здесь проводятся для условий относительно открытого неба с одним мостом и деревьями, которые местами начинают перекрывать дорогу. Используя это, мы можем оценить количество времени, необходимое для повторной блокировки, и процент времени, в течение которого приемники остаются заблокированными.

Пройдено 8 кругов трассы, с моста сделано 16 остановок. Продолжительность теста составила около 25 минут. На этой диаграмме показан график неба для спутников GPS во время теста.

Тест длился примерно с 14:15 до 14:40, когда в поле зрения было в основном 8 спутников GPS. Хотя на протяжении большей части теста в поле зрения было 8 спутников, G04 и G09 всегда находятся относительно низко в небе и в тех направлениях, где обычно растут деревья. На приведенном ниже графике сравнивается количество спутников, отслеживаемых приемниками RT3002 (только GPS) и RT3002G (GPS+ГЛОНАСС).

Красная линия показывает количество спутников GPS+ГЛОНАСС, отслеживаемых RT3002G, а синяя линия показывает количество спутников GPS, отслеживаемых RT3002. Линии курсора были помещены на спутники 8 и 4, которые являются полосой, в которой приемник только GPS работает во время этого теста. Если бы тест проводился на открытом воздухе, то в поле зрения все время находились бы 8 спутников.

Количество спутников на приемнике GPS+ГЛОНАСС во время теста варьировалось от 14 до 9 (кроме моста). Это значительно больше, чем у приемника только для GPS, особенно для приложений RTK.

На время повторной блокировки RT2004 расстояние от базовой станции влияет гораздо больше, чем на RT3002 и RT3002G. Чтобы помочь RT2004, базовая станция была размещена на мосту, что является лучшим доступным местом для повторной блокировки.

На этом графике показана гистограмма времени повторной блокировки после моста для каждого из приемников.

Очевидно, что RT3002G, GPS+ГЛОНАСС с частотами L1 и L2 является лучшим. На повторную блокировку RTK-решения ушло всего более 10 секунд. Вторым лучшим был RT3002, а RT2004 отстал на третьем месте. Это ожидаемые результаты.

Мы также можем посмотреть, сколько времени каждый приемник провел в целочисленном режиме RTK (с заблокированными неоднозначностями и максимальной точностью). Этот результат очень зависит от среды, и результаты между разными местами нельзя сравнивать.

Удивительно, но RT2004 здесь работает лучше, чем RT3002. Это связано с тем, что на маршруте было несколько мест, где RT3002 выпадал из целочисленного режима RTK из-за деревьев. Напротив, после того, как RT2004 зафиксировал свои неоднозначности, он редко отбрасывал их отдельно от моста. Это неудивительно, поскольку сигнал L2 обычно используется только для разрешения неоднозначностей; это не помогает поддерживать двусмысленности после того, как они были обнаружены. Кроме того, сигнал L2 всегда блокируется одновременно с сигналом L1 (поскольку они идут в одном направлении и потому что сигнал L1 необходим для синхронизации с сигналом L2). Напротив, у RT2004 только для L1 больше спутников, и они больше разбросаны по небу; поскольку для поддержания блокировки RTK требуется только сигнал L1, RT2004 работает лучше после повторной блокировки.

Каждый получатель также может допустить ошибку, пытаясь устранить неоднозначность. Для статических систем очень легко обнаружить ошибки; положение антенны известно, поэтому у вас есть ссылка. В этом тесте у нас нет надежной ссылки, которую можно использовать, чтобы выяснить, имеет ли получатель правильный результат или нет. Сравнивая приемники, мы пришли к выводу, что RT3002G, вероятно, допустил одну ошибку, тогда как два других приемника допустили две или три ошибки. Эти ошибки были быстро устранены, но повлияли на результаты инерциальной навигационной системы.

Интересно, что RT2004 оказался лучше, чем RT3002, и при измерении скорости. Дополнительные спутники, которые мог измерять RT2004, помогли снизить шум скорости. Это, в свою очередь, уменьшает скорость дрейфа инерциальной навигационной системы, когда сигналы GNSS недоступны, и уменьшает шум в местоположении, когда сигналы GNSS доступны. Поскольку абсолютной системы отсчета не было, мы не можем быть уверены, насколько велико влияние дополнительных сигналов.

Заключение

Учитывая текущие созвездия GPS и ГЛОНАСС, теперь есть явное преимущество при совместном использовании GPS и ГЛОНАСС для высокоточного позиционирования в мобильных приложениях, где есть препятствия на пути к небу. Приемники GPS и ГЛОНАСС могут поддерживать RTK Integer в то время, когда приемники только GPS не могут. Двухчастотные приемники GPS и ГЛОНАСС способны быстрее разрешать неоднозначности. ГЛОНАСС теперь является жизнеспособным решением во всем мире, и количество случаев, когда оно бесполезно, теперь очень ограничено.

Клиентам, которые работают в неидеальных условиях, следует подумать о том, чтобы потратить дополнительные деньги на модернизацию своих продуктов RT, чтобы они включали ГЛОНАСС, если они хотят достичь высочайшего уровня точности.

Глонасс был разработан Советским Союзом как экспериментальная система военной связи в 1970-х годах. Когда закончилась холодная война, Советский Союз признал, что у ГЛОНАСС есть коммерческое применение благодаря способности системы передавать прогнозы погоды, связь, навигационные и разведывательные данные.

Первый спутник ГЛОНАСС был запущен в 1982 году, а в 1993 году система была объявлена полностью работоспособной. После периода, когда производительность ГЛОНАСС снизилась, Россия взяла на себя обязательство довести систему до необходимого минимума в 18 активных спутников. В настоящее время ГЛОНАСС имеет полное развертывание из 24 спутников в созвездии.

Спутники ГЛОНАСС развивались с тех пор, как были запущены первые. Последнее поколение ГЛОНАСС-М показано на рис. 30 в процессе подготовки к запуску.

Проектирование системы ГЛОНАСС

Созвездие ГЛОНАСС обеспечивает видимость переменного количества спутников в зависимости от вашего местоположения. Минимум четыре спутника в поле зрения позволяют приемнику ГЛОНАСС вычислять свое положение в трех измерениях и синхронизироваться с системным временем.

Космический сегмент ГЛОНАСС

Космический сегмент ГЛОНАСС представлен в таблице 4.

Таблица 4: Группировка спутников ГЛОНАСС

Космический сегмент ГЛОНАСС состоит из 24 спутников в трех орбитальных плоскостях, по восемь спутников в каждой плоскости.

Геометрия созвездия ГЛОНАСС повторяется примерно раз в восемь дней. Период обращения каждого спутника составляет примерно 8/17 звездных1 суток, так что за восемь звездных суток спутники ГЛОНАСС совершили ровно 17 орбитальных оборотов.

Каждая орбитальная плоскость содержит восемь равноотстоящих друг от друга спутников. Каждый день один из спутников будет находиться в одной и той же точке неба в одно и то же звездное время.

Спутники выводятся на номинально круговые орбиты с наклоном цели 64,8 градуса и радиусом орбиты 19 140 км, что примерно на 1060 км меньше, чем у спутников GPS.

Спутниковый сигнал ГЛОНАСС идентифицирует спутник и включает в себя:

Информация о местоположении, скорости и ускорении для расчета местоположения спутников.
Информация о состоянии спутника.
Смещение времени ГЛОНАСС от UTC (SU) [Всеобщее координированное время России].
Альманах всех остальных спутников ГЛОНАСС.

«Земля была абсолютно круглой. . . Я никогда не знал, что означает слово «круглый», пока не увидел Землю из космоса». Алексей Леонов, советский космонавт, рассказывает о своем историческом выходе в открытый космос в 1985 году.

Сегмент управления ГЛОНАСС

Сегмент управления ГЛОНАСС состоит из центра управления системой и сети командных пунктов слежения по всей России. Сегмент управления ГЛОНАСС, как и GPS, следит за исправностью спутников, определяет эфемеридные поправки, а также смещения спутниковых часов относительно времени ГЛОНАСС и UTC (Всемирное координированное время). Два раза в день загружает поправки на спутники.

Сигналы ГЛОНАСС

Таблица 5 суммирует сигналы ГЛОНАСС.

Таблица 5: Характеристики сигнала ГЛОНАСС

Каждый спутник ГЛОНАСС передает на несколько разных частотах L1 и L2, с P-кодом (кодом HP) на частотах L1 и L2 и кодом C/A (кодом SP) на частотах L1 (все спутники) и L2. (большинство спутников). Спутники ГЛОНАСС передают один и тот же код на разных частотах, метод, известный как FDMA, для множественного доступа с частотным разделением каналов. Обратите внимание, что этот метод отличается от того, который используется в GPS.

Сигналы ГЛОНАСС имеют ту же поляризацию (ориентацию электромагнитных волн), что и сигналы GPS, и имеют сравнимую силу сигнала.

Система ГЛОНАСС основана на 24 спутниках, использующих 12 частот. Спутники могут совместно использовать частоты, если противоположные спутники передают на одной частоте. Противоположные спутники находятся в одной орбитальной плоскости, но разнесены на 180 градусов. Спаренные спутники могут вести передачу на одной и той же частоте, потому что они никогда не появятся одновременно в поле зрения приемника на поверхности Земли, как показано на рис. 32.

Модернизация ГЛОНАСС

По мере истечения срока службы текущих спутников ГЛОНАСС-М они будут заменены спутниками ГЛОНАСС-К следующего поколения. Новые спутники обеспечат систему ГЛОНАСС новыми сигналами GNSS.

Первый блок спутников ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-К1) будет транслировать новый гражданский сигнал, обозначенный L3, с центром на частоте 1202,025 МГц. В отличие от существующих сигналов ГЛОНАСС, L3 основан на CDMA, что упростит взаимодействие с GPS и Galileo.

Первый спутник ГЛОНАСС-К1 был запущен в феврале 2011 года.

CDMA L1 и L2

Второй блок спутников ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-К2) добавляет еще два сигнала на базе CDMA, транслируемых на частотах L1 и L2. Существующие сигналы FDMA L1 и L2 также будут продолжать транслироваться для поддержки устаревших приемников. Спутники ГЛОНАСС-К2 планируется запустить с 2015 года.

Третий блок спутников ГЛОНАСС-К (ГЛОНАСС-КМ) добавит в систему ГЛОНАСС сигнал L5.

На этой неделе компания Apple удивила мир технологий, незаметно добавив поддержку российской спутниковой навигационной системы, известной как ГЛОНАСС, в список функций своего нового смартфона iPhone 4S. По данным Wall Street Journal, использование Apple ГЛОНАСС может подтолкнуть других производителей смартфонов к тому, чтобы добавить поддержку этой системы в свои телефоны. Но что такое ГЛОНАСС? и почему Apple добавила его поддержку в iPhone 4S? Давайте копнем немного глубже, не так ли?

Что такое ГЛОНАСС?

ГЛОНАСС – это аббревиатура, расшифровывающаяся как Глобальная навигационная спутниковая система или Глобальная навигационная спутниковая система. ГЛОНАСС — это, по сути, российская версия GPS (Global Position System), разработанная Министерством обороны США. Как и GPS, ГЛОНАСС обеспечивает трехмерное определение местоположения (долгота, широта и высота над уровнем моря) по всему земному шару. ГЛОНАСС предназначена для использования в качестве альтернативы навигационной системе США.

Кто его построил?

Советский Союз начал разработку ГЛОНАСС в 1976 году. В 1982 году советское правительство приступило к развертыванию первого из 24 спутников, которые должны были составить «созвездие» ГЛОНАСС. (GPS также использует 24 спутника.) После краха российской экономики развитие ГЛОНАСС было приостановлено до тех пор, пока президент России Владимир Путин не возродил проект в 2001 году. После ряда последующих неудач полная спутниковая группировка была наконец восстановлена 2 октября. этого года.

Кто может использовать ГЛОНАСС?

Как и в случае с GPS, ГЛОНАСС изначально был доступен только военным. Система стала доступна для общественного и коммерческого использования в 2007 году. GPS доступна для гражданского использования с 1980 года.

Сколько стоило построить ГЛОНАСС?

В период с 2001 по 2011 год российское правительство потратило в общей сложности 140,1 млрд рублей (или около 4,7 млрд долларов США) на проект ГЛОНАСС, что сделало его самой дорогостоящей программой, когда-либо реализованной Федеральным космическим агентством России.

Являются ли они преимуществом для ГЛОНАСС по сравнению с GPS?

У обоих есть свои сильные и слабые стороны. В то время как GPS обычно считается лучшим вариантом для большинства частей земного шара, считается, что ГЛОНАСС имеет более высокую точность в северных широтах планеты, поскольку система была разработана для обеспечения наилучшего обслуживания в России, которая простирается до самых высоких широт.

Почему Apple включила поддержку ГЛОНАСС в iPhone 4S?

На данный момент эта информация не является общедоступной, но, конечно, существуют некоторые теории. Во-первых, Apple включила поддержку ГЛОНАСС, чтобы успокоить правительство России, которое, как сообщается, пригрозило запретить ввоз любого телефона, не поддерживающего ГЛОНАСС. Другая заключается в том, что Apple просто хотела улучшить функцию определения местоположения в iPhone 4S, но в настоящее время неясно, будет ли она это делать на самом деле.

Есть ли другие смартфоны с поддержкой ГЛОНАСС?

Да. Первый ГЛОНАСС-совместимый телефон вышел в апреле этого года. Устройство, получившее название МТС Глонасс 945, оснащено 3,2-дюймовым сенсорным экраном низкого разрешения и работает под управлением Android 2.2 Froyo. Устройство было раскритиковано как слишком дорогое. В прошлом месяце Samsung начала предлагать бесплатное приложение «High Fidelity Position» для своих телефонов под управлением Windows Phone 7.5 Mango, которое «улучшает» навигационную систему, добавляя поддержку ГЛОНАСС. Этим летом Nokia объявила, что начнет предлагать устройства с поддержкой ГЛОНАСС в 2012 году.

Есть ли другие глобальные навигационные системы, о которых мне следует знать?

Да. Европейский Союз в настоящее время создает аналогичную систему, известную как Galileo, которая, как ожидается, будет завершена примерно в 2014 году. А Китай в настоящее время разрабатывает навигационную систему Compass, которая будет использовать группировку, состоящую из 35 спутников вместо 24. Каждая система будет обеспечивать свой регион с автономной навигационной системой, которая особенно полезна во время войны.

Когда вы зашнуровываете обувь и собираетесь бежать, убедитесь, что у вас есть подходящий инструмент для работы. Forerunner 45 — это часы для бега с GPS и всеми функциями, необходимыми для бега, в элегантных и легких смарт-часах, которые вы захотите носить весь день и даже больше. Показать больше

Когда вы зашнуровываете обувь и собираетесь бежать, убедитесь, что у вас есть подходящий инструмент для работы. Forerunner 45 – это часы для бега с GPS и всеми необходимыми для бега функциями в элегантных и легких смарт-часах, которые вы захотите носить днем и ночью.

Простые в использовании часы для бега отслеживают частоту сердечных сокращений на запястье и оснащены GPS для отслеживания темпа, расстояния, интервалов и т. д.
Работает с адаптивными планами тренировок Garmin Coach, которые позволяют персонализировать тренировки прямо на вашем запястье.
Функции безопасности и отслеживания включают обнаружение происшествий (во время определенных действий) и помощь, которые отправляют ваше местоположение в реальном времени контактным лицам для экстренных случаев.
Спортивные приложения для бега, езды на велосипеде, беговой дорожки, беговой дорожки, эллиптического тренажера, кардиотренировок, йоги и т. д.

Технические характеристики

Краткие характеристики

Общие

Секундомер, будильник, часы, AutoLap, AutoPause, беспроводная технология ANT+Sport, совместимость с Garmin Connect, эффект тренировки, подсчет калорий, настраиваемый экран, счетчик шагов, поиск телефона, управление музыкой, интеллектуальные уведомления, мониторинг сна, автоматическая синхронизация , интервальная тренировка, расширенные тренировки, VO2 Max, Connect IQ, TrueUp, Move IQ, Garmin Elevate, звуковые подсказки, монитор энергии батареи тела, ручной круг, LiveTrack, акселерометр, частота сердечных сокращений, датчик ANT+

Показать

Подключения

Батарея

Режим работы (режим только просмотра) — до 168 часов.
Режим работы (с включенным GPS) — до 13 часов.

Разное

Размеры и вес

Размеры и вес (доставка)

Параметры окружающей среды