СПГС — система позиционирования ГЛОНАСС¶
СПГС (система позиционирования ГЛОНАСС) — российская навигационная система, обеспечивающая определение координат, скорости и времени с точностью до десятков метров на всей территории России и в зоне действия спутников ГЛОНАСС. СПГС является одним из двух глобальных спутниковых навигационных систем (ГСНС) наряду с американской GPS и входит в состав многосистемной навигационной инфраструктуры.
¶История создания
Разработка отечественной спутниковой навигационной системы началась в СССР в 1960-х годах. В 1967 году была принята постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР программа создания системы космической навигации. Первые спутники серии «Циклон» и «Космос» несли навигационные сигналы, однако их возможности были ограничены.
Полноценная система ГЛОНАСС была создана в 1970—1980-х годах под руководством НПО «Молния» (позже — НПП «Планета») и ЦНИИМаш. Первый спутник ГЛОНАСС был запущен 12 октября 1982 года, а к 1995 году орбитальная группировка была доведена до полного состава — 24 спутника, обеспечивающих покрытие всей планеты. После распада СССР финансирование сократилось, и к началу 2000-х годов активная навигация была доступна лишь на ограниченных участках. В 2001 году была принята федеральная целевая программа восстановления и развития ГЛОНАСС, и к 2011 году группировка была вновь доведена до 24 спутников.
¶Принцип работы
СПГС определяет координаты объекта по сигналам, излучаемым спутниками ГЛОНАСС, вращающимися на трёх орбитальных плоскостях. Каждый спутник передаёт навигационное сообщение, содержащее эфемеридные данные (точные параметры орбиты) и поправки на атмосферные ионосферные и тропосферные задержки. Приёмник, приняв сигналы не менее чем от четырёх спутников, вычисляет собственные координаты и время по методу трёхмерной триангуляции.
Для повышения точности в России развивается дифференциальная коррекция — система ДГЛОНАСС, а также наземные станции дифференциальной коррекции (СДК). В зоне действия корректирующих сигналов точность позиционирования достигает 1—2 метров.
¶Орбитальная группировка
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Количество спутников | 24 (плановый состав) + резервные |
| Высота орбиты | около 19 100 км |
| Наклонение орбиты | 64,8° |
| Период обращения | 11 часов 15 минут |
| Рабочие частоты | L1 (1602 МГц), L2 (1246 МГц) |
| Система координат | ПЗ-90.11 |
Спутники ГЛОНАСС размещены на трёх орбитальных плоскостях с углом наклонения 64,8°, что обеспечивает высокую навигационную доступность в высоких широтах, включая арктические районы России.
¶Отличия от GPS
Главное отличие СПГС от GPS — метод разделения частот (FDMA): каждый спутник работает на своей индивидуальной частоте, тогда как в GPS все спутники используют одну частоту с кодовым разделением (CDMA). Это усложняло приёмники, но снижало взаимные помехи. Начиная с поколения «Глонасс-К» вводится и CDMA-сигнал, что позволяет унифицировать приёмники с GPS.
Другое отличие — большее наклонение орбит, обеспечивающее лучшую видимость спутников в северных широтах. В средних широтах обе системы дают сопоставимую точность.
¶Применение
СПГС используется в различных сферах:
- Транспорт — мониторинг автопарков, навигация в автомобилях, управление движением судов и авиации.
- Геодезия и картография — создание опорных пунктов государственной геодезической сети, топографическая съёмка.
- Сельское хозяйство — точное земледелие, управление сельскохозяйственной техникой.
- Связь и энергетика — синхронизация сетей с точностью до микросекунд.
- Спецтехника и оборона — обеспечение навигацией военной техники.
С 1 июля 2017 года в России действует обязательное требование оснащать транспортные средства системой ЭРА-ГЛОНАСС, использующей сигналы СПГС для определения координат при авариях.
¶Многосистемность
Современные приёмники, как правило, работают в режиме многосистемного позиционирования, одновременно используя сигналы ГЛОНАСС, GPS, европейской Galileo и китайской BeiDou. Это повышает количество видимых спутников и ускоряет определение координат, особенно в городских условиях с ограниченным обзором неба. В России развивается собственный многосистемный приёмник, обеспечивающий работу со всеми четырьмя ГСНС.
¶Значение
СПГС является стратегической инфраструктурой России, обеспечивающей независимость от зарубежных навигационных систем в критически важных сферах — обороне, транспорте, энергетике и связи. Развитие системы продолжается: запускаются спутники нового поколения «Глонасс-К» и «Глонасс-К2», увеличивается точность и надёжность сигналов, расширяется дифференциальная коррекция.
Источники:
- Государственный каталог средств навигационного оборудования
- НПП «Планета» — история создания ГЛОНАСС
- Роскосмос — материалы о навигационной инфраструктуре
- ЦНИИМаш — научные статьи о системах спутниковой навигации