Коммерциализация GPS и ГЛОНАСС

 

Министерство образования

Государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

Уфимская государственная  Академия Экономики и сервиса

 

 

 

 

 

Кафедра «И и ИКТ»

 

 

Контрольная работа

По дисциплине: «Электронный офис»

Тема: «Коммерциализация GPS и ГЛОНАСС»

 

 

 

 

                                                                         Выполнила: студентка гр.ФЗК-11

                                                                         Банникова М.С.

                                                                         Шифр: 10.01.265

                                                                         Проверила: Панкратьева Л.И.

 

Уфа 2011

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………...3

1.Применение GPS………………………………………………………………..4

2.ГЛОНАСС. Развитие системы………………………………………………....6

3.Коммерциализация ГЛОНАСС  и GPS………………………………………...9

4.ГЛОНАСС сегодня…………………………………………………………….14

Заключение……………………………………………………………………….16

Список использованной литературы…………………………………………...17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

GPS (англ. Global Positioning System) — обеспечивающие измерение времени и расстояния навигационные спутники; глобальная система позиционирования) — спутниковая система навигации, часто именуемая GPS. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США.

ГЛОба́льная НАвигацио́нная Спу́тниковая Систе́ма (ГЛОНА́СС) — советская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу Министерства обороны СССР. Одна из двух функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации. Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой 19 100 км. Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR GPS. В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Федеральное космическое агентство (Роскосмос) и ОАО «Российские космические системы».

Процесс внедрения ГЛОНАСС нужно разделить на два этапа. «Первый – это внедрение на региональном и муниципальном уровне. И здесь нужно говорить о привлекательности предлагаемого продукта. И второе – это переход уже к полной коммерциализации на бытовом уровне.

Разработчики отечественных  навигаторов пока скептически относятся  к тезису о коммерциализации. Польза для бюджета от систем типа ГЛОНАСС  возможна в виде поступления обычных  налогов с компаний-производителей, а также в результате сокращения госрасходов после внедрения  контрольного оборудования на базе ГЛОНАСС. В сущности, коммерциализация ГЛОНАСС  уже идет.

1. Применение GPS

 

Идея создания спутниковой  навигации родилась ещё в 50-е годы. В тот момент, когда СССР был  запущен первый искусственный спутник  Земли, американские учёные во главе  с Ричардом Кершнером, наблюдали сигнал, исходящий от советского спутника и обнаружили, что благодаря эффекту Доплера частота принимаемого сигнала увеличивается при приближении спутника и уменьшается при его отдалении. Суть открытия заключалась в том, что если точно знать свои координаты на Земле, то становится возможным измерить положение и скорость спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить собственную скорость и координаты.

Реализована эта идея была через 20 лет. В 1973 году была инициирована программа DNSS, позже переименованная в Navstar-GPS и затем в GPS. Первый тестовый спутник выведен на орбиту 14 июля 1974 г США, а последний из всех 24 спутников, необходимых для полного покрытия земной поверхности, был выведен на орбиту в 1993 г., таким образом, GPS встала на вооружение. Стало возможным использовать GPS для точного наведения ракет на неподвижные, а затем и на подвижные объекты в воздухе и на земле.

Первоначально GPS — глобальная система позиционирования, разрабатывалась как чисто военный проект. Но после того, как в 1983 году был сбит вторгшийся в воздушное пространство Советского Союза самолёт Корейских Авиалиний с 269 пассажирами на борту, президент США Рональд Рейган разрешил частичное использование системы навигации для гражданских целей.

Несмотря на то, что изначально проект GPS был направлен на военные цели, сегодня GPS всё чаще используются в гражданских целях. GPS-приёмники продают во многих магазинах, торгующих электроникой, их встраивают в мобильные телефоны, смартфоны, КПК . Потребителям также предлагаются различные устройства и программные продукты, позволяющие видеть своё местонахождение на электронной карте; имеющие возможность прокладывать маршруты с учётом дорожных знаков, разрешённых поворотов и даже пробок; искать на карте конкретные дома и улицы, достопримечательности, кафе, больницы, автозаправки и прочие объекты инфраструктуры.

    * Геодезия: с помощью GPS определяются точные координаты точек и границы земельных участков

    * Картография:  GPS используется в гражданской и военной картографии

    * Навигация: с  применением GPS осуществляется как морская так и дорожная навигация

    * Спутниковый  мониторинг транспорта: с помощью  GPS ведётся мониторинг за положением, скоростью автомобилей, контроль за их движением

    * Сотовая связь:  первые мобильные телефоны с  GPS появились в 90-х годах. В некоторых странах, например США это используется для оперативного определения местонахождения человека, звонящего 911. В России в 2010 году начата реализация аналогичного проекта — Эра-глонасс.

    * Тектоника, Тектоника  плит: с помощью GPS ведутся наблюдения движений и колебаний плит

    * Активный отдых:  есть разные игры, где применяется  GPS

    * Геотегинг: информация, например фотографии «привязываются» к координатам благодаря встроенным или внешним GPS-приёмникам.

 

 

 

 

 

2. ГЛОНАСС. Развитие системы

 

Первый спутник ГЛОНАСС  был выведен Советским Союзом на орбиту 12 октября 1982 года. 24 сентября 1993 года система была официально принята  в эксплуатацию с орбитальной  группировкой из 12 спутников.

Система ГЛОНАСС состоит  из трех подсистем:

    * подсистемы космических  аппаратов (ПКА);

    * подсистемы контроля  и управления (ПКУ);

    * навигационной аппаратуры потребителей (НАП).

Подсистема космических  аппаратов системы ГЛОНАСС состоит  из 24-х спутников, находящихся на круговых орбитах высотой 19100 км, наклонением 64,8° и периодом обращения 11 часов 15 минут в трех орбитальных плоскостях. Орбитальные плоскости разнесены по долготе на 120°. В каждой орбитальной плоскости размещаются по 8 спутников с равномерным сдвигом по аргументу широты 45°. Кроме этого, в плоскостях положение спутников сдвинуты относительно друг друга по аргументу широты на 15°. Такая конфигурация ПКА позволяет обеспечить непрерывное и глобальное покрытие земной поверхности и околоземного пространства навигационным полем.

Подсистема контроля и  управления состоит из Центра управления системой ГЛОНАСС и сети станций  измерения, управления и контроля, рассредоточенной по всей территории России. В задачи ПКУ входит контроль правильности функционирования ПКА, непрерывное уточнение параметров орбит и выдача на спутники временных  программ, команд управления и навигационной  информации.

Навигационная аппаратура потребителей состоит из навигационных приемников и устройств обработки, предназначенных  для приема навигационных сигналов спутников ГЛОНАСС и вычисления собственных координат, скорости и  времени.

Принцип определения позиции  аналогичен американской системе NAVSTAR. Спутники системы ГЛОНАСС непрерывно излучают навигационные сигналы двух типов: навигационный сигнал стандартной точности ( СТ ) в диапазоне L1 (1,6 ГГц) и навигационный сигнал высокой точности ( ВТ ) в диапазонах L1 и L2 (1,2 ГГц). Информация, предоставляемая навигационным сигналом СТ, доступна всем потребителям на постоянной и глобальной основе и обеспечивает, при использовании приемников ГЛОНАСС, возможность определения:

    * горизонтальных  координат;

    * вертикальных  координат;

    * составляющих  вектора скорости;

    * точного времени.

Точности определения  можно значительно улучшить, если использовать дифференциальный метод  навигации и/или дополнительные специальные методы измерений.

Для определения пространственных координат и точного времени  требуется принять и обработать навигационные сигналы не менее  чем от 4-х спутников ГЛОНАСС. При  приеме навигационных радиосигналов  ГЛОНАСС приемник, используя известные  радиотехнические методы, измеряет дальности  до видимых спутников и измеряет скорости их движения.

Одновременно с проведением  измерений в приемнике выполняется  автоматическая обработка содержащихся в каждом навигационном радиосигнале меток времени и цифровой информации. Цифровая информация описывает положение  данного спутника в пространстве и времени (эфемериды) относительно единой для системы шкалы времени  и в геоцентрической связанной  декартовой системе координат. Кроме  того, цифровая информация описывает  положение других спутников системы (альманах) в виде кеплеровских элементов их орбит и содержит некоторые другие параметры. Результаты измерений и принятая цифровая информация являются исходными данными для решения навигационной задачи по определению координат и параметров движения. Навигационная задача решается автоматически в вычислительном устройстве приемника, при этом используется известный метод наименьших квадратов. В результате решения определяются три координаты местоположения потребителя, скорость его движения и осуществляется привязка шкалы времени потребителя к высокоточной шкале Универсального координированного времени (UTC).

На спутник ГЛОНАСС возложено выполнение следующих функций:

              * излучение высокостабильных радионавигационных сигналов;

    * прием, хранение  и передача цифровой навигационной  информации;

    * формирование, оцифровка  и передача сигналов точного  времени;

    * ретрансляция  или излучение сигналов для  проведения траекторных измерений  для контроля орбиты и определения  поправок к бортовой шкале  времени;

    * прием и обработка  разовых команд;

    * прием, запоминание  и выполнение временных программ  управления режимами функционирования  спутника на орбите;

    * формирование  телеметрической информации о  состоянии бортовой аппаратуры  и передача ее для обработки  и анализа наземному комплексу  управления;

    * прием и выполнение  кодов/команд коррекции и фазирования бортовой шкалы времени;

    * формирование  и передача "признака неисправности"  при выходе выжных контролируемых параметров за пределы нормы.

Управление спутниками ГЛОНАСС  осуществляется в автоматизированном режиме.

 

 

 

3. Коммерциализация ГЛОНАСС и GPS

 

В последние полтора-два года Правительство РФ уделяет самое пристальное внимание восстановлению и развитию отечественной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, в том числе задаче коммерциализации. Чтобы решить эту задачу, нужно создать условия для

формирования в стране массового рынка ГЛОНАСС-услуг на базе навигационной аппаратуры потребителей (НАП), ориентированного как на государственные структуры, так и на корпоративных и частныx пользователей.

Как известно, восстановление космического и наземного сегментов системы ГЛОНАСС финансируется из бюджета государства и идет по графику, определенному правительственными постановлениями. Это позволяет постепенно расширять российский рынок ГЛОНАСС-аппаратуры, но не дает возможности контролировать наиболее важную и автономную составляющую этого рынка – коммерческую, где доминирует НАП с поддержкой сигнала американской навигационной системы NAVSTAR (GPS). Отвоевать, как минимум, российский сегмент этого рынка – сложная задача. Чтобы решить ее, необходимо наладить массовое промышленное производство соответствующей аппаратуры (программно-аппаратных комплексов) с поддержкой ГЛОНАСС, которая стала бы достойным конкурентом оборудованию на базе GPS. Это означает, что аппаратура с поддержкой ГЛОНАСС должна быть не хуже НАП с поддержкой GPS по целому ряду показателей: техническим характеристикам, инженерным решениям, дизайну, массогабаритным параметрам, энергопотреблению, цене и т. д.

Важным преимуществом  ГЛОНАСС-GPS-приемников может и должна стать их двухсистемность, т.е. возможность одновременного приема сигналов обеих глобальных навигационных спутниковых систем – российской ГЛОНАСС и американской GPS. Многосистемность повысит надежность навигационной аппаратуры при работе в любых условиях, в частности за счет приема данных от большего числа спутников, а так же благодаря устранению зависимости от сигналов GPS в критических ситуациях. Но чтобы завоевать сколько-либо существенную долю коммерческого рынка, недостаточно наладить выпуск конкурентной ГЛОНАСС-аппаратуры. Должен измениться менталитет российского покупателя, привыкшего к тому, что зарубежные навигационные устройства по целому ряду показателей лучше, чем отечественная аппаратура. Потребителю придется доказать, что отечественные НАП действительно отвечают требованиям рынка и не уступают по качеству приборам с поддержкой только GPS. Придется также убедить массового пользователя в надежности радиопокрытия системы ГЛОНАСС, как минимум, на территории России, а затем и в глобальном масштабе. Для этого помимо непрерывного совершенствования самой ГНСС ГЛОНАСС потребуется большая работа по информированию российской и мировой общественности и широкому освещению в СМИ достоинств российской навигационной системы и преимуществ использования сигналов двух систем, а в недалеком будущем – и трех систем, имея в виду европейскую ГНСС Galileo.