Последнее время использование спутниковых систем геопозиционирования стало более сложным.
В частности, часто возникают проблемы с функционированием GPS. Геолокация становится менее точной из-за действующих сигналов-глушителей, что делает ее почти непригодной для использования.
В России существует свой аналог GPS — система под названием ГЛОНАСС. Нам предстоит разобраться, в чем заключаются отличия этой системы от GPS, а также оценить ее сильные и слабые стороны.
Что такое GPS
Изначально спутниковая система навигации GPS (Global Positioning System) была разработана для применения в военных целях.
Первый спутник был запущен в 1978 году. До 2000 года военные специально снижали качество приема спутниковых сигналов для гражданских лиц, так как рассматривали эту систему как военное средство. На тот момент ошибка в определении геопозиции составляла 100 метров.
После снятия ограничений точность улучшилась до 20 метров, и в последних версиях системы возможно определить местоположение объектов с точностью до 2 метров.
GPS состоит из 32 спутников средней высоты, из которых активно задействованы 24, а 8 запасны. Кроме того, в систему входит основная управляющая станция ВВС в Колорадо-Спрингсе, дополнительные станции, наземные антенны и станции мониторинга. Высота спутников составляет 20200 км.
Устройствами, которые могут принимать сигналы GPS, могут быть смартфоны, автомобильные навигаторы, баллистические системы и другие.
Что такое ГЛОНАСС
Это ближайший аналог GPS, предназначенный для использования на территории России. Система покрывает вторую по величине площадь с использованием спутников.
Впервые ГЛОНАСС был запущен в 1982 году одновременно с системой предупреждения о ракетном нападении (СПРН). Он предназначен для оперативного обеспечения навигации и точного времени для неограниченного количества пользователей наземных, морских, воздушных и космических платформ.
В 2001 году была запущена программа распространения ГЛОНАСС. К 2010 году охват этой системы распространился на всю территорию России, а с 2011 года она обеспечивает 70% покрытия по всему миру.
Принцип работы этой системы основан на определении координат путем измерения расстояний от объекта до нескольких видимых спутников, аналогично GPS.
ГЛОНАСС включает в себя 24 спутника, находящихся на средневысотных орбитах с номинальной высотой. Эти спутники расположены на высоте 19400 км.
Преимущества и недостатки GPS:
Плюсы GPS:
✅ Высокая доступность. На орбите находится от 24 до 32 спутников, обеспечивающих покрытие всей планеты в любое время.
✅ Относительно небольшая погрешность. Средняя точность определения местоположения колеблется в пределах 4 метров (в идеальных условиях до 0,6-0,9 метра).
✅ Удобство использования. GPS поддерживается широким спектром современных мобильных устройств.
✅ Система работает в любую погоду. Метеоусловия практически не влияют на функционирование.
Недостатки GPS:
❌ Недоступность сигнала в некоторых областях. Например, в северных широтах GPS-сигнал практически недоступен.
❌ Воздействие внешних факторов. Помехи от радиоисточников на земле и магнитные бури могут негативно повлиять на прием сигналов GPS.
Плюсы и минусы ГЛОНАСС:
Достоинства ГЛОНАСС:
✅ Широкое покрытие. Система ГЛОНАСС способна охватывать как северные, так и южные широты.
✅ Скорость передачи данных. ГЛОНАСС обладает более высокой скоростью обработки и передачи данных в реальном времени по сравнению с GPS.
✅ Высокая плотность спутников. В отличие от GPS, где спутники распределены на 4 плоскости с по 6 спутников в каждой, в ГЛОНАСС по 8 спутников на 3 плоскостях.
✅ Эффективная защита от помех. Российская система ГЛОНАСС требует больших технических затрат, но обеспечивает более надежную работу в условиях помех от архитектурных сооружений, облачности и погодных условий.
Недостатки ГЛОНАСС:
❌ Повышенная погрешность. Точность геопозиционирования ГЛОНАСС составляет от 3 до 6 метров, что выше по сравнению с GPS.
❌ Недоступность в некоторых областях мира. Хотя ГЛОНАСС работает в северных широтах, ее глобальное покрытие все же ограничено.
❌ Требуется чаще обслуживание. Спутники ГЛОНАСС нуждаются в регулярном обслуживании приблизительно на 1,5 раза чаще, чем спутники GPS.
В чем различия между ГЛОНАСС и GPS. Что лучше
У обеих систем есть свои преимущества и недостатки. Часто они перекрывают друг друга, и в целом ГЛОНАСС и GPS почти не различаются друг от друга.
Часто компании используют обе системы параллельно для повышения точности геопозиционирования.
Если говорить о технических различиях, то у спутников ГЛОНАСС и GPS различные наклоны орбит: 64.8° и 55° соответственно. Возникновение проблем в полярных зонах у GPS связано именно с более низким углом наклона.
Для GPS необходима постоянная синхронизация устройств с вращением Земли, что приводит к регулярной коррекции орбиты навигационных спутников.
В отличие от GPS, у системы ГЛОНАСС не требуется такая коррекция.
Срок службы российских спутников короче.
Хотя точность геопозиционирования выше у GPS, у ГЛОНАСС больше спутников на площадь, что повышает вероятность успешного приема сигнала.
Совместное использование обеих систем позволяет достичь точности геопозиционирования до 10 см в идеальных условиях.
