Ты здесь!

«http://burgo-mister.livejournal.com/» – чувак разошёлся не нашутку. Но тем не менее у него есть ошибки в рассуждениях.

Например: «Орбита естественно просчитана заранее, поэтому избыточный сигнал с данными орбиты безусловно нахер никому не нужен.» Ну не скажите. Приёник, как я уже много раз пила тут, орбиты спутника ссчитает сам, зная эфэмириды, коорые он принял со спутник.

«Угол орбиты спутника для местности, кстати вполне большой по площади, прошивается в приемник при конфигурации. В нем сразу зашита и иныформация об времени прохода спутника, о его углах относительно местности в данном альманахе и в данное время суток, его параметры погрешности и многое другое. » Вполне возможно, что так делали когда-то давно в советском союзе. Но сейчас это просто смешно. Нет ни одного (я думаю)  приёмника, который построен по такому принципу. По крайней мере, он не будет работать сейчас.

Кроме того, должен добавить,  что методом триангуляции уже давно никто ничего не считает в приёмниках. Все, как минимум, используют МНК (Метод наименьших квадратов). Более того, спутников надо не 3 а 4, иначе не получится правильная временная привязка.

Это у кого ещё истерика!

Скоро Китай раскроет детали системы КОМПАС (или Бейду 2), включая ИКД (интерфейсный контрольный документ). Также станут известны планы запуска спутников. Информация поступила от работников Китайского спутникового Навигационного Центр на Шанхайском Навигационном форуме в Шанхае в четверг и пятницу 6-7 декабря.

Китай также продолжает участвовать в европейской программе по Galileo, но сейчас кажется, что создание Compass идёт быстрее, чем европейской системы, в которую было инвестированно 200 миллионгов евро. Подтверждая предыдущие заявления, докладчики на NaviForum говорили, что Compass будет включать в себя 30 среднеорбитальных спутников и 5 геостационарных. К 2009 году зоной покрытия будет Китай и восточная Азия, но позже весь земной шар.

Одной из острых проблем считается перекрытие частотного диапазона уже существующих систем GPS и ГЛОНАСС при развёртывании Compass. Yang Qiangwen, старший инженер Китайского навигационного центра сообщил на пресс конференции детали теста первого спутник, запущенного в апреле. Во время ответов на вопросы после его презентации он сказал: «Мы тщательно и много готовимся и у нас есть точный план, выходящий за рамки 2009 года. Так же скоро будет предоставлена информация о дальнейших запусках.» Он так же добавил, что «ИКД будет выложено на наш официальный сайт в ближайшем будущем». Он подчеркнул, что системы будет открытой и ИКД будет распространяться свободно.

МОСКВА, 27 декабря, /ПРАЙМ-ТАСС/. Первый в мире автомобильный навигатор Glospace SGK-70, работающий одновременно с двумя навигационными спутниковыми системами – ГЛОНАСС и GPS – поступил в продажу и уже раскуплен в московских магазинах «ИОН», сообщает ИТАР-ТАСС.

Устройство создано и выпускается Научно-исследовательским институтом Космического приборостроения /НИИ КП/. Программное обеспечение подготовлено подразделением этого НИИ – компанией «Киберсо». Использование двух спутниковых систем делает навигатор более надёжным, позволяя заменять в случае пропадания сигналы одной системы на сигналы другой.

Как пояснили в НИИ КП, вся электроника в навигаторе – отечественная, а дисплей – корейский. Glospace представляет собой многофункциональное устройство, позволяющее ориентироваться на городских улицах и просматривать фильмы, слушать цифровые аудиозаписи, смотреть фотографии. К нему можно подключать различные внешние устройства и карты памяти, в частности, к прибору предлагается карточка, на которую уже «закачаны» карты Москвы и Московской области. Дополнительные карты можно докупить или скачать с сайта «Киберсо». Навигатор «обучен» работать с системой SMILINK, что позволяет ему отображать на экране в реальном времени возникающие на улицах пробки и предлагать объездные пути. Работу устройства обеспечивает процессор мощностью 400 МГц.

Использование 7-дюймового сенсорного дисплея позволило свести к минимуму число кнопок на передней панели. Их осталось только четыре: включение, регулировка громкости и вызов главного меню. Все остальные кнопки заведены на экран. Собственной батареи устройство не имеет и должно быть постоянно подключено к внешнему источнику питания – автомобильному прикуривателю или обычной розетке. Навигатор располагает двумя спутниковыми антеннами – внутренней и внешней, которая может работать в диапазоне температур от – 40 до +50 градусов, что учитывает особенности России.

Glospace продаётся по цене 13 тыс 990 руб. Как отмечают продавцы, «новинка пользуется огромным спросом, и заказы принимаются уже только на конец января, однако реально воспользоваться всеми возможностями российской системы ГЛОНАСС обладатели навигатора смогут не ранее середины будущего года». Источник

А теперь мои комменты: Возможно это устройство действительно так круто как сообщается. Но есть некоторые аспекты. Я вот не уверен, что там действительно по честному смешиваются 2 группировки в позиции, ГЛОНАСС может формально присутствовать, но эффект от него слабый. Проверить это никак нельзя (ну или почти никак). Так что не обольщайтесь. Это далеко не первый в мире GPS+GLONASS приёмник, именно приёмник. Первым коммерческим был Ashtech GG24. То что это первый российский автонавигатор с GPS+GLONASS вполне может быть. Именно российский. У нас, кстати, организован сбор средств на покупку этого чуда, чтобы провести реверс инжиниринг. 2 спутниковых антенны – это сильно. Скорее всего там разъём под внешнюю антенну. Ну отсутствие аккумулятора – это шедевр РНИИКПового производства. Наверно у нас нет компактных аккумуляторов, по этой причине и не поставили. А западные слишком дорогие – тогда и приёмник станет не подъёмным по цене, хотя он и так не дёшев.

Как сообщила пресс-служба Роскосмоса, сегодня, 26 декабря 2007 года, в 2 часа 4 минуты по московскому времени разгонный блок вывел три космических аппарата системы «ГЛОНАСС», запущенных вчера ракетой-носителем «Протон», в заданную точку на высоте 19 130 км. Как показала обработка полученной телеметрии, все операции прошли в штатном режиме.В настоящее время идет проверка бортовой аппаратуры космических аппаратов при приеме в эксплуатацию установленным порядком наземными средствами 153-го Главного испытательного центра испытаний и управления космическими аппаратами им. Г.С.Титова (г. Краснознаменск).Старт ракеты-носителя «Протон-М» с космодрома Байконур прошел 25.12.2007 в 22:32 московского времени. Перевод каждого из трех КА в заданную точку орбитальной плоскости будет производиться за счет включений двигательных установок спутников. Использование по целевому назначению запущенных сегодня КА «ГЛОНАСС-М» планируется начать в конце января – начале февраля 2008 года после установки КА в рабочие точки.Увеличение состава группировки системы ГЛОНАСС, используемых по целевому назначению, с имеющихся в настоящее время 13 спутников до 16, позволит повысить доступность навигации с использованием системы ГЛОНАСС на территории России с 66% до 90% , а по всей территории Земли с 56% до 80%.Источник

Русским повезло, что они сумели ввести в строй последние 3 спутника через месяц после запуска. На 6 декабря созвездие ГЛОНАСС состояло из 15 рабочих спутников, 2 из которых не передавало сигнал. Следующий запуск ГЛОНАСС-М спутников запланирован на 25 декабря. По техническим причинам, спутники запущенные 25 декабря прошлого года, были введены встрой только 10 октября этого года. Россия тратит 9.9 миллиарда рублей на программу ГЛОНАСС в 2007 году. Намерена иметь 18 рабочих спутников на орбите к концу этого года и 24 к началу 2009. Источник.

ГЛОНАСС прогрессирует. Сейчас висит 18 спутников, 12 из них рабочие, остальные выводятся из группировки. Кстати, на смену старым ГЛОНАСС, запускаются ГЛОНАСС-М. У них гарантированный срок службы 7 лет (реально может больше быть). Кроме того, навигационная информация ГЛОНАСС-М более подробна, например в эфемеридах передаётся номер спутника. Раньше, кто не знает, сами спутники не передавали свои номера. Номер можно было узнать только из альманаха, благо он (альманах) принимается 2,5 минуты всего. Сейчас же, как только приняты эфемериды, то можно и реальный номер узнать и использовать спутник сразу в позиции.

Привели 718 спутник в рабочую точку, у него -1 литера. Первый спутник с отрицательной литерой. Не все ГЛОНАСС приёмники могут ловить спутники с отрицательными литерами. Это являетя просто особенностью приёмника. Например Novatel OEM V2 b V3 отрицательные литеры ловят с последней прошивкой. Легендарный Ashtech GG24 только с первой литеры и выше ловит. Нулевую не ловит. Отрицательные тоже. ГЛОНАСС-М тоже не отличает от обычных ГЛОНАСС. Интересно, а Novatel отличает? Надо будет проверить завтра.

В будущем с ГЛОНАССом весело будет. Обещают на L5 частоте сделать кодовое разделение каналов, как договаривались на встрече с американцами. Будет интересно посмотреть.

Добавил в блог 2 страницы: статус орбитальной группировки GPS и статус орбитальной группировки ГЛОНАСС. Там можно посмотреть по каждой из плоскостей:

1. Номер точки спутника на плоскости;
2. Номер спутника (литера для ГЛОНАСС);
3. Специфические номера;
4. Дата запуска, ввода и вывода из эксплуатации;
5. Вермя активного существования;
6. Примечаения, если есть.

Зачем я это сделал? Чтобы интересующимся облегчить жизнь, да и самому легче смотреть. Пользуйтесь на здоровье.

Для каждой системы есть специальный документ, в котором подробно описано всё, что касается этой системы. Такими документами пользуются разработчики навигационной аппаратуры при проектировании приёмников. Эти документы находятся в свободном распространении как для GPS, так и для ГЛОНАСС. Называется он: Интерфейсный Контрольный Документ (ИКД). Я не буду оригинален, если просто приведу выдержки из ИКД для ГЛОНАС, павда, с небольшими изменениями.

Все спутники ГЛОНАСС оснащены высокостабильными генераторами частоты, суточная нестабильность которых составляет 5?10 в -13 степени для НКА ГЛОНАСС и 1?10 в -13 степени для НКА ГЛОНАСС-М. Точность взаимной синхронизации бортовых шкал времени спутников ГЛОНАСС составляет 20 нс (среднеквадратическое значение), а спутников ГЛОНАСС-М – 8нс (среднеквадратическое значение). нс – наносекунд, одна наносекунда меньше секунды в миллиард раз. Основой для формирования шкалы системного времени ГЛОНАСС является водородный стандарт частоты Центрального синхронизатора системы, суточная нестабильность которого составляет (1-5)?10 в -14 степени. Расхождение между шкалой системного времени ГЛОНАСС и шкалой Госэталона Координированного Всемирного Времени UTC(SU) не должна превышать 1 мс. Погрешность привязки шкалы системного времени ГЛОНАСС к шкале UTC(SU) не должна превышать 1 мкс.

Шкала системного времени ГЛОНАСС корректируется одновременно с плановой коррекцией на целое число секунд шкалы Координированного всемирного времени UTC. Коррекция шкалы UTC на величину ±1с проводится Международным Бюро Времени (BIH/BIPM) по рекомендации Международной службы вращения Земли (IERS). Коррекция шкалы UTC производится, как правило, с периодичностью 1 раз в год (в полтора года) в конце одного из кварталов: в 00 часов 00 минут 00 секунд полночь с 31 декабря на 1 января – 1-й квартал (или с 31 марта на 1 апреля – 2-й квартал, с 30 июня на 1 июля – 3-й квартал, с 30 сентября на 1 октября – 4-й квартал) и осуществляется одновременно всеми пользователями, воспроизводящими или использующими шкалу UTC.
Предупреждение о моменте и величине коррекции UTC заблаговременно (не менее чем за три месяца) сообщается пользователям в соответствующих бюллетенях, извещениях и другими способами. Спутники ГЛОНАСС не содержат в навигационных сообщениях данных о коррекции UTC. В навигационном кадре спутника ГЛОНАСС-M предусмотрено заблаговременное уведомление потребителей о факте, величине и знаке секундной коррекции UTC.
При коррекции UTC, в соответствии с рекомендациями BIH/BIMP, проводится одновременная коррекция системного времени ГЛОНАСС путём соответствующего изменения оцифровки последовательности секундных импульсов бортовых часов всех спутников ГЛОНАСС временной навигационной информации. Это изменение происходит в 00 часов 00 минут 00 секунд UTC. В результате периодического проведения плановой секундной коррекции, между системным временем ГЛОНАСС и UTC(SU) не существует сдвига на целое число секунд. Однако, между системным временем ГЛОНАСС и UTC(SU) существует постоянный сдвиг на целое число часов, обусловленный особенностями функционирования Подсистемой Контроля и Управления: Tglonass = Tutc + 3 часа.

Мы знаем, что в GPS время учитывается в неделях и секундах внутри недели. А как в ГЛОНАСС? В ГЛОНАСС начало шкалы времени отсчитывается с 1 января 1980 года, но шкала корректируемая, в отличие от GPS. А как устроен счёт времени? Одним счётчиком время считается в секундах (миллисекундах) в пределах одних суток. Другой счётчик считает дни внутри четырёхлетия. Таким образом, привязавшись к четырёхлетию, в ГЛОНАСС решили проблему високосного года. В одном четырёхлетии 1461 день. В одном дне 86400 секунд. Вот и вся шкала. В отличие от GPS в ГЛОНАСС вместо понятия week rollover, используется понятие day rollover – смена дня.

Что вы узнали:

1. Кучу информации про то, как «время» устроено на спутниках.
2. Шкала системного времени ГЛОНАСС привязана к шкале времени UTC и корректируется вместе с ней. Начало шкалы 1 января 1980 года.
3. Время измеряется в секундах внутри каждого дня, а день считается внутри четырёхлетия.
4. Шкала системного времени ГЛОНАСС сдвинута относительно UTC на 3 часа, что соответствует нашему часовому поясу.

Большая часть теста взята из ИКД ГЛОНАСС.

Да, различия есть, и, возможно, я их все даже не знаю, но основные могу описать. Самое главное отличие GPS от ГЛОНАСС – это то, что GPS уже лет 25 работает, а ГЛОНАСС пытается работать, но не получается. О причинах можно долго рассуждать, но вкратце – «А кому у нас это надо?», ведь есть GPS.

Какие ещё отличия?

1. Основное отличие – это сигнал и его структура. Как я уже писал, В системе GPS используется кодовое разделение каналов. В системе ГЛОНАСС – частотное разделение каналов (подробнее). Структура сигнала так же различна. Скоро будет подробный пост про структурой сигнала, там я все опишу.
2. Для описания движения спутников по орбите используются принципиально разные математические модели. У GPS – это модель в оскулирующих элементах. Эта модель подразумевает, что траектория движения спутника разбивается на участки, на которых движения описывается кеплеровской моделью, параметры которой меняются во времени. В системе ГЛОНАСС используется дифференциальная модель движения. Это означает, что для определения координат спутника на заданный момент времени требуется решить систему дифференциальных уравнений. Для решения этой системы нужны, так называемые, начальные значения – это такое чисто математическое понятие. В случае ГЛОНАСС эти приближения передаются со спутника в составе навигационной информации, поэтому приёмнику они доступны. Задача решения дифференциальных уравнений состоит в численном интегрировании, которое, по сути своей, является трудоёмкой задачей. Думаю тут всё.
3. В системе GPS 6 орбитальных плоскостей, и предполагалось по 4 спутника на каждой. Итого – 24 спутника, но они не обеспечивали должного покрытия всего земного шара, да и если какой-нибудь аппарат выходит из строя, то заменить его нечем. Поэтому группировку нарастили до 32 спутников. В этом случае некоторые орбиты имеют до 6 спутников. В системе ГЛОНАСС к расчёту ОГ подошли более серьёзно. В ГЛОНАСС 3 плоскости по 8 спутников (8 теоретически). Это обеспечивает полное покрытие земли и хорошую геометрию. Наши как всегда – рассчитали более хорошую орбиту, но вот доделать всё в целом не смогли. (информация в этом пункте может быть не точной)

Думаю, что это основные отличия и уверен, что есть ещё. Желающих покритиковать или что-то добавить милости просим.

На рисунке изображена функциональная схема приёмника.

Давайте разберём её подробно. Приёмник принимает сигнал со всех «видимых» спутников. Сигнал попадает в антенну приёмника, из неё в радио часть (1), где претерпевает первичную обработку, например, фильтрацию, усиление. Однако этим функции радио-части не ограничены, но подробное описание я опущу. С радио-части (1) аналоговый сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя (2). В этом блоке из аналогового сигнала получается цифровой, который уже можно обрабатывать цифровыми методами. С АЦП сигнал поступает на, так называемую, «микросхему специального назначения»(3) – ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Читается как «айсик». Она предназначена для поиска, захвата и слежения за сигналами, поступающими со спутников, а именно за задержкой сигнала и за его частотой (или фазой несущей). ASIC тесно общается с процессором, потому что структура почти любого приёмника построена так, что для поддержания слежения на должном уровне нужно постоянно «помогать ASIC`у» (очень грубо сказал). Если точнее, то ASIC передаёт цифровые отчеты с выходов петель слежения за сигналами в процессор. В нем происходит их обработка:

1. Расчёт управляющего сигнала для петель слежения и закладка этой информации обратно в ASIC;
2. Битовая синхронизация;
3. Выделение навигационной информации;
4. Получение измерений (каких, пока не важно.
5. Ещё что-то, что я упустил.

Кстати, часть этих задач можно реализовать непосредственно в самом ASIC`е, а потом передавать в процессор только готовую информацию. Но такого я не встречал пока. Для работы процессору нужна память (5), где хранятся данные и код прошивки. Так же в процессоре происходит решение навигационной задачи, формирование данных для выдачи пользователю и всё остальное. Для управления приёмником в общем случае используются устройство ввода и устройство вывода. Например, если приёмник консьюмерный (это которые в магазинах продают долларов по 400 или около этого), то устроством ввода будет touch-screen, а устройством вывода – экран. Если это просто плата, то ввод и вывод будет осуществляться через COM порт с использованием какой-нибудь программы терминала.

Дальнейшее описание будет тесно опираться на эту схему и базовые понятия, такие как ASIC, процессор. Думаю, что из этого поста Вы узнали:

1. Радио-часть нужна для первичной обработки ссигнала.
2. ASIC нужен для поиска, захвата и слежения за сигналами со спутников.
3. Процессор обеспечивает ASIC управляющими сигналами для поддержания слежения, решает навигационную задачу и др.
4. Устройства ввода/вывода нужны для общения с внешним миром.

P.S. Статья достаточно краткая, что может вызвать у Вас дополнительные вопросы. И это хорошо. Комментируйте и я обязательно на них отвечу.