Зараз сфери впливу поділені між російською ГЛОНАСС, американської GPS (Global Positioning System) і потроху набирає обертів китайської BeiDou. Вибір системи для власного автомобіля може обумовлюватися патріотичними мотивами, а може грунтуватися на грамотному зважуванні переваг і недоліків цих розробок.
Основи супутникового зв'язку
Призначення кожної супутникової системи - визначення точного місцезнаходження якого завгодно об'єкта. В контексті автомобіля ця задача здійснюється за допомогою спеціального пристрою, що допомагає встановити координати на місцевості, відомого як навігатор.
Супутники, які взаємодіють з конкретною навігаційною системою, відправляють їй персональні сигнали, відмінні один від одного. Для чіткого визначення просторових координат навігатора досить інформації від 4 супутників. Таким чином, це не простий автомобільний гаджет, а один з елементів складного механізму космічного позиціонування.
При русі автомобіля координати безперервно змінюються. Тому навігаційна система влаштована так, щоб через якісь рівні проміжки часу оновлювати ці дані і заново перераховувати відстань.
Перевага сучасних систем в тому, що вони мають здатність запам'ятовування схеми розташування супутників навіть у вимкненому стані. Це значно підвищує ефективність приладу, коли немає необхідності щораз заново відшукувати орбіту супутника. Для автомобілістів, регулярно звертаються до навігатора, розробники передбачили функцію «гарячого старту» - максимально швидкого зв'язку пристрою з супутником. При рідкісному використанні навігатора старт буде «холодним», тобто, в цьому випадку з'єднання з супутником буде більш тривалим, котрий обіймав від 10 до 20 хвилин.
створення систем
Хоча першим супутником Землі була радянська розробка, спочатку народилася саме американська GPS. Вчені звернули увагу на зміни в сигнали супутників, що залежать від його переміщення по орбіті. Тоді вони задумалися над методикою розрахунку не тільки координат самого супутника, а й прив'язаних до нього земних об'єктів.
У 1964 році заробила виключно військова навігаційна система під назвою TRANZIT, яка стала першою в світі розробкою такого рівня. Вона сприяла запуску ракет з підводних човнів, але точність розташування об'єкта розраховувала тільки на відстані 50 метрів. До того ж об'єкт цей повинен був залишатися абсолютно нерухомим.
Стало зрозуміло, що перший і на той момент єдиний в світі навігатор не справляється із завданням постійного визначення координат. Це відбувалося від того, що проходячи по низькій орбіті, супутник міг подавати сигнали на Землю тільки протягом години.
Наступна, модернізована версія з'явилася через 3 роки разом з новим супутником Тіматіоном-1 і його побратимом Тіматіоном-2. Спільно вони піднялися на вищу орбіту і об'єдналися в єдину систему, названу «Навстар». Починала вона так само, як військова розробка, але потім було прийнято рішення зробити її загальнодоступною для потреб цивільного населення.
Ця система функціонує досі, нараховуючи у своєму арсеналі 32 супутника, що забезпечують повне покриття Землі. Ще 8 апаратів є в резерві на якийсь непередбачений випадок. Рухаючись на суттєвій відстані від планети за кількома орбітах, супутники завершують оборот майже за добу.
Над вітчизняною системою ГЛОНАСС почали працювати ще за часів Союзу - потужної держави, яка має видатними науковими умами. Виведення на орбіту штучного супутника запустило проектувальні роботи системи позиціонування.
Перший радянський супутник 1967 року народження мав стати єдиним, достатнім для розрахунку координат. Але скоро в космосі з'явилася ціла обладнана радіопередавачами система, відома населенню як Цикада, військові називали її Циклоном. Її завданням стало визначення терплять лихо об'єктів, ніж вона і займалася аж до появи ГЛОНАСС в 1982 році.
Радянський Союз був зруйнований, країна перебувала в тяжкому становищі і не могла знайти резерви для доведення до розуму високотехнологічної системи. Вся система включала в себе 24 супутники, але через фінансові труднощі майже половина з них не функціонувала. Тому в той час, в 90-х роках, ГЛОНАСС навіть близько не могла конкурувати з GPS.
На сьогоднішній день російські розробники мають намір наздогнати і обігнати американських колег, що вже підтверджує більш швидке обертання навколо Землі наших супутників. Нехай історично російська супутникова система відчутно відставала від американської, з року в рік цей відрив скорочується.
Переваги і недоліки
На якому рівні зараз обидві системи? Яку з них віддати перевагу рядовому обивателю для своїх життєвих завдань?
За великим рахунком, багатьом громадянам байдуже, яку саме супутникову навігацію використовує його техніка. Вони обидві доступні без обмежень і справляння плати всьому цивільному населенню, в тому числі для використання в автомобілі. Якщо дивитися з технічної точки зору, то шведська супутникова компанія офіційно заявила про достоїнства ГЛОНАСС, набагато якісніше працює в північних широтах.
Супутники GPS практично не з'являються на північ від 55-ї паралелі, а в південній півкулі, відповідно, на південь від. Тоді як при куті нахилу в 65 градусів і висоті знаходження в 19,4 тис.км супутники ГЛОНАСС постачають відмінні, стабільні сигнали в Москву, Норвегію та Швецію, що так оцінили закордонні фахівці.
Хоча обидві системи мають велику кількість супутників у всіх орбітальних площинах, інші експерти все ж віддають пальму першості GPS. Навіть при активній програмі удосконалення російської системи на даний момент американці мають 27 супутників проти 24 російських, що дає велику чіткість їх сигналами.
Достовірність сигналів ГЛОНАСС становить 2,8 м в порівнянні з 1,8 м у GPS. Однак ця цифра досить усереднена, тому що супутники можуть вишикуватися на орбіті таким чином, що показник похибки зросте в кілька разів. Причому така ситуація може спіткати обидві супутникові системи.
З цієї причини виробники намагаються оснастити свої пристрої двосистемних навігацією, що приймає сигнали і GPS, і ГЛОНАСС.
Важливу роль відіграє якість наземного обладнання, що одержує і розшифровувати ці дані.
Якщо говорити про виявлені недоліки обох навігаційних систем, їх можна розподілити таким чином:
- зміна небесних координат (ефемерид) призводить до неточності визначення координат, що досягає 30 метрів;
- досить часте, хоча і короткочасне переривання сигналу;
- відчутний вплив особливостей рельєфу на чіткість одержуваних даних.
GPS:
- отримання помилкового сигналу внаслідок багатопроменевої інтерференції і атмосферної нестабільності;
- істотна відмінність цивільної версії системи, що має дуже обмежені можливості в порівнянні з військовою розробкою.
двосистемних
В цілому на орбіті постійно крутиться більше п'яти десятків супутників обох світових держав. Як вже було сказано, для отримання достовірних координат досить хорошого «огляду» 4 супутників. На рівному просторі, в степу або в поле, будь-який приймач зможе зафіксувати одночасно до десятка сигналів, тоді як в лісі або гірській місцевості зв'язок стрімко зникає.
Таким чином, мета розробників полягає в тому, щоб кожне приймаючий пристрій було здатне зв'язуватися з максимальною кількістю супутників. Це знову повертає до ідеї поєднання ГЛОНАСС і GPS, що вже практикують в Америці для служб порятунку. Як би не складалися відносини держав, людське життя понад усе, а двосистемний чіп з більшою швидкістю і чіткістю визначить місце розташування потрапила в біду людини.
Такий синтез позбавить і автомобілістів від нездатності зорієнтуватися в незнайомій місцевості через те, що навігатор занадто повільно налагоджує з'єднання і занадто довго обробляє інформацію. Причиною тому служить втрата супутника через банальні перешкод: найвищої будівлі, естакади або навіть великогабаритної фури по сусідству. Але якщо автонавігатор буде оснащений двосистемних чіпом, ймовірність його «зависання» значно зменшиться.
Коли подібна практика стане повсюдною, навігатора буде байдужа країна походження системи, адже він зможе одночасно відстежувати до 40 супутників, видаючи фантастично точне визначення місцезнаходження.