Что такое ГЛОНАСС и чем он отличается от GPS?

В виду моей деятельности, связанной со спутниковым мониторингом, часто получаю такой вопрос – а что это вообще такое и с чем его едят?

Раз спрашивают, давайте разберемся. Изначально, что ГЛОНАСС, что GPS предназначены для одной и то же цели – определить время и место с максимальной точностью. И по сути – это одно и тоже, только созданы были в разных странах. Углубимся в историю…

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, так же как и наши ученые, наблюдали за прохождением спутника и обнаружили, что частота сигнала, исходящего от советского спутника, благодаря эффекту Доплера 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. Первый тестовый спутник был 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.

В СССР тогда немного задержались и начали создавать систему ГЛОНАСС только спустя 8 лет – в 1982, 12 октября был выведен первый ГЛОНАСС спутник. Несмотря на такое опоздание, система окончательно вышла на рабочий режим в 1995 году, чуть позже американцев. Вследствие недостаточного финансирования, а также из-за малого срока службы, число работающих спутников сократилось к 2001 году до 6. Но сейчас, благодаря Владимиру Владимировичу Путину, орбитальная группировка спутников ГЛОНАСС практически полностью восстановлена.

Так, спутники есть, что происходит дальше? А дальше сигнал, который излучают спутники, принимается устройством, например, навигатором в Вашем автомобиле. Для того, чтобы приемник смог точно определить свое местоположение, ему необходимо «выловить» на небосводе не менее 4-х спутников. Почему четыре? Здесь немного геометрии. Представим шар, это будет наша планета. Теперь точку на расстоянии от искомого шарика – это наш спутник. По спутниковому сигналу приемник определяет точное расстояние до спутника(только расстояние, не более того). Теперь представим, какую форму примет то множество точек на шарике, которые находятся на заданном расстоянии от точки? Верно, это будет круг! То есть, если будет всего один спутник, то мы увидим кучу вероятных месторасположений в виде пояса на планете. Это нам ни к чему. Добавим второй спутник, то есть вторую точку под углом в 120 градусов (это угол между орбитами спутников ГЛОНАСС, три орбиты – 360, то есть весь круг, в GPS – 6 орбит, угол 60). Добавили? Отлично, снова получили расстояние до спутника, то есть еще один круг, при наложении на первый круг мы получим две общие точки, там, где круги пересеклись. Уже лучше, но все равно недостаточно. Ставим третий спутник, получаем расстояние, еще круг и… Ура! Мы получили ту самую, искомую точку. Но, позвольте, а зачем нам четвертый спутник? А с четвертого мы получим точное время, по которому вычислим географическое положение трех первых спутников и, соответственно, узнаем точные координаты нашего приемника, то есть нас.

Надеюсь, не слишком мудреное описание. Если не совсем понятно, советую взять теннисный мячик и 3 резинки для волос. Положите их на мячик и поэкспериментируйте, попробуйте передвинуть одну из резинок, в общем, этот нехитрый прием поможет Вам своими руками создать систему навигации и понять, как она работает, пусть и на теннисном мячике.

Итак, с развитием систем, историей и принципом работы вроде разобрались. Теперь ответим на изначальный вопрос – что GPS, что ГЛОНАСС – это система спутников, которые предназначены для точного определения географических координат и точного времени. GPS, иначе ее называют NAVSTAR – американская группировка спутников, ГЛОНАСС – российкая. В следующих выпусках мы рассмотрим различные устройства для работы с этими системами и прочие интересные моменты.

Виктор Платонов

Источник

Автонавигаторы с поддержкой ГЛОНАСС и GPS можно будет купить уже летом

Уже через пару месяцев в России поступят в продажу автомобильные навигаторы, поддерживающие не только спутники GPS, но и отечественную систему ГЛОНАСС. Их выпустят на рынок как минимум три производителя — «Ижевский радиозавод», Российский институт радионавигации (РИРВ) и «М2М телематика».

Как сообщил «Интерфаксу-АВН» директор по региональному развитию группы компаний «М2М телематика» Андрей Платонов, автонавигаторы ГЛОНАСС/GPS, представленные на проходящей в Москве выставке «Навитех-Экспо-2010», появятся в широкой продаже в конце лета — начале осени 2010 года. Пока «М2М телематика» выпускает автонавигаторы, работающие только с американской системой GPS.

«Автонавигатор «Сириус» поступит в продажу примерно через два месяца. Рекомендованная цена — 14900 рублей», — сообщили «Интерфаксу-АВН» на стенде разработчика автонавигатора, «Ижевского радиозавода». Цена кажется несколько завышенной — неплохой по функциональности и характеристикам автонавигатор с GPS сегодня можно купить меньше, чем за 10 тысяч рублей.

Источник Вести.ру

Российские ГЛОНАСС-разработчики обогнали GPS

Представлен первый Российский ГЛОНАСС/GPS продукт, имеющий характеристики лучше GPS, и работающий на 1 чипе, что делает ГЛОНАСС доступным в массовых мобильных потребительских устройствах.

Компания SPIRIT-Telecom, отечественный лидер в разработке и лицензировании программных продуктов и аппаратных дизайнов для навигационных приемников ГЛОНАСС и GPS, цифровой радиосвязи и передачи данных, сегодня представила две модели ГЛОНАСС/GPS приемников нового поколения. Уникальная технология SPIRIT позволяет надежно определять координаты объекта внутри помещений. Ранее ни приемники GPS, ни ГЛОНАСС/GPS не предоставляли подобных возможностей, а требовали прямой видимости спутников. Также представлена новая технология выпуска ГЛОНАСС/GPS чипов-приемников на микроэлектронных предприятиях в России с нормами 130 нм.

На состоявшейся в штаб-квартире SPIRIT Telecom демонстрации компания представила своим зарубежным партнерам уникальную технологию, которая позволяет определить координаты объекта даже внутри помещения. Продукт SPIRIT-GG-04S-ATOM — представляет собой навигационное ПО для универсального интегрированного мультимедийного коммуникационного процессора с техническими характеристиками, существенно превосходящими GPS-аналоги.

Уникальная разработка SPIRIT-Telecom сверхчувствительного навигационного приемника, состоит из программы, которая работает на любых массово выпускаемых мобильных устройствах на базе стандартных процессоров Intel Atom — на нетбуках, MID (mobile internet devices) и ноутбуках — и не требует наличия специализированного модуля-приемника, а только внешней антенны, которая реализована как USB-донгл. С программным решением российской компании SPIRIT потребительское мобильное навигационно-коммуникационно-мультимедийное устройство по чувствительности превосходит все известные российские и зарубежные аналоги и способно уверенно принимать спутниковый сигнал внутри помещений. Если чувствительность современного коммерческого GPS-приемника составляет примерно -190дБВт, а чувствительность лучших отечественных ГЛОНАСС приемников — не более -180дБВт, то чувствительность программного навигационного приемника SPIRIT на платформе Intel Atom доходит до -210 дБВт, что позволяет уверенно принимать спутниковые сигналы внутри помещений.

Уникальной особенностью этого решения является его реализация в виде ПО, т.е. не требуется дополнительное аппаратное обеспечение кроме USB-донгла внешней антенны. Процессор Intel Atom с архитектурой х86 сделан по технологии 32 нанометра и является главным продуктом Intel для нетбуков, MID и ноутбуков, т.е. уже встроен в перспективные коммуникационные и мультимедийные продукты потребительской электроники, и активно продвигается компанией Intel по всему миру. Лицензия SPIRIT на навигационное ПО для Intel Atom и USB-донгл доступна немедленно. Работа в помещении первой версии приемника демонстрировалась ГЛОНАСС-профессионалам на выставке СвязьЭкспоком-2009, доклад об улучшенной версии приемника был представлен на выставке ChipExpo-2009.

Другой объявленный сегодня новый продукт — SPIRIT-GG24-03S-ARM — представляет собой дизайн и навигационное программное обеспечение (ПО) с поддержкой ГЛОНАСС для чипа с техническими характеристиками и ценой чипа предельно близкими к GPS-аналогам. Это полнофункциональный чип-приемник отечественной разработки с поддержкой ГЛОНАСС, который не требует установки дополнительных компонентов, кроме антенны.

Появление на рынке подобных чипов сможет дать существенный импульс к массовому внедрению и использованию спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС в потребительских навигационных устройствах. Интегрированный чип на базе софта SPIRIT-GG24-03S-ARM имеет размеры 13 х 13 мм, энергопотребление менее 0,2 Вт и стоит от 450 рублей при массовых тиражах. Подобные характеристики позволяют встраивать приемники ГЛОНАСС/GPS в широкий спектр потребительского оборудования, например, навигаторы, без значительного повышения его стоимости.

«Сегодня на мировом рынке потребительской электроники, связи и навигации спрос быстро смещается от отдельных навигационных GPS-чипов в область высоко-интегрированных коммуникационно-мультимедийных процессорных платформ. Потребителю нужны доступные компактные мультимедийные недорогие мобильные устройства, смарт-фоны, MID, нетбуки, ноутбуки, в которых навигация глубоко интегрирована на процессоре вместе с сотовой связью 3G, проигрыванием музыки и видео, 3D визуализацией и играми. Поэтому на мировом рынке отдельные GPS-чипы уже коммодитизированы и отмирают, и уступают место интегрированным процессорам, которые обеспечивают и связь и обработку мультимедиа и навигацию «в одном флаконе». Навигационное ПО SPIRIT создано именно для таких процессоров, включая Intel Atom. В то же время на российском рынке микроэлектроники, который существенно отстает от мирового, еще некоторое время будут востребованы отдельные ГЛОНАСС/GPS чипы, а поэтому SPIRIT также разработал ГЛОНАСС/GPS решение на базе самого массового, дешевого, доступного и малопотребляющего процессора с архитектурой ARM7″ — сообщил председатель правления ГК SPIRIT Андрей Свириденко — «При этом пользователь хочет, чтобы сервисы, основанные на системе спутникового позиционирования, работали всегда и везде, даже в помещении. Эту уникальную на российском и мировом рынке функциональность для различного типа массовых мобильных потребительских устройств в полной мере способны обеспечить инновационные программные решения, разработанные SPIRIT, и предназначенные для работы на одном чипе».

Новая технология выпуска ГЛОНАСС/GPS приемников на одном чипе для отечественных заводов

Чипы на базе процессорного ядра ARM7 и ПО SPIRIT-GG24-03S-ARM будут выпускаться в рамках сотрудничества SPIRIT с ведущими мировыми и российскими полупроводниковыми заводами с использованием технологических норм 130 нанометров. Процессорное ядро ARM7 свободно лицензируется английской компанией ARM полупроводниковым производителям и фиксированная стоимость лицензии на производство составляет менее $500 тысяч, т.е. эта лицензия доступна практически любому серьезному производителю, включая российские полупроводниковые заводы такие как Ангстрем и Микрон, и российские заводы — производители электронной аппаратуры такие как Ижевский Радиозавод, Инкотекс, Альтоника, Штрих, РИРВ, РНИИ КП, НИЦЭВТ, Ровер, Ситроникс и многие другие, а также федеральному ГЛОНАСС-оператору НИС и структурам МО РФ, без каких-либо ограничений. Технология 130 нанометров, а не 90 нанометров, была выбрана SPIRIT именно для того чтобы выпуск чипов для навигационных приемников можно было быстрее освоить на российских полупроводниковых заводах.

Процессоры с архитектурой ARM7 являются самыми массовыми, самыми дешевыми, самыми мало-энергопотребляющими современными процессорами в мире. Их выпускают более 100 мировых полупроводниковых заводов в мире, и за последние 5 лет продано более 5 миллиардов процессоров ARM7 практически от всех ведущих полупроводниковых производителей. SPIRIT является предпочтительным софтверным домом и стратегическим партнером компании ARM с 2006 года, и за последние несколько лет выполнил оптимизацию целого ряда коммуникационных продуктов SPIRIT как для самого ARM, так и для клиентов ARM, включая Apple, Agere, Texas Instruments, Samsung, LG, HTC, iRiver, Freescale, ST-Micro, NXP, DSPG и десятков других мировых лидеров.

Для того чтобы начать массовое производство чипов с навигационным ПО SPIRIT-GG24-03S-ARM российскому заводу достаточно купить лицензию на ГЛОНАСС/GPS софт и дизайн от SPIRIT, которая доступна немедленно, и лицензию на производство процессорного ядра ARM7, которая доступна немедленно. По оценкам SPIRIT, массовое производство навигационных чипов отечественными и зарубежными предприятиями можно осуществить уже в первом полугодии 2010 года. Само производство чипов российским заводом при этом может быть организовано как в России, так и за рубежом в рамках субподряда, поскольку все ведущие мировые полупроводниковые фабрики уже имеют лицензию на архитектуру ARM7. ПО SPIRIT можно модифицировать под специфические требования заказчика/лицензиата и интегрировать с другим ПО, включая коммуникационное.

Лицензии на производство чипов с навигационным ПО SPIRIT-GG24-03S-ARM от SPIRIT доступны немедленно. При этом проектирование ГЛОНАСС/GPS-приемников и подготовка к их массовому производству проводилась с учетом возможного объемов производства от десятков тысяч до десятков миллионов штук в год в зависимости от производственных возможностей конкретного завода и его оценок рыночных ниш.

Начиная с 1996 программные коммуникационные и навигационные продукты SPIRIT лицензировали для разработки и производства собственных процессоров и аппаратных устройств такие лидеры мировой полупроводниковой индустрии как ARM, Apple, Agere, Analog Devices, CML Micro, DSP Group, Freescale Semiconductor, NEC, Samsung, ST Micro, Texas Instruments, Toshiba и другие. Прямые клиенты SPIRIT сегодня производят более 60% всех смарт-фонов в мире. Богатый опыт работы с мировыми производителями процессоров и мобильных устройств позволил SPIRIT в полной мере реализовать и потенциал как недорогой, массовой и мало-энерго-потребляющей платформы ARM7, которая является мировым индустриальным стандартом и свободно лицензируется, так и мощного нового перспективного процессора Intel Atom для создания интегрированных навигационно-коммуникационно-мультимедийных решений, обеспечивающих поддержку самых передовых технологий мирового класса.

Маpинa Рожkoвa,
независимый специалист рынка GPS/ГЛОНАСС навигации

Отечественные конструкторы создали конкурентоспособные чипы ГЛОНАСС

Конструкторское бюро «Навис» представило новые приемники, которые могут работать с четырьмя спутниковыми системами глобального позиционирования — американской GPS и российской ГЛОНАСС, а также пока не развернутыми полностью европейской GALILEO и китайской COMPASS. Презентация прошла в рамках московской выставки ChipEXPO-2009, сообщает компания в пресс-релизе.

Приемники отечественной разработки впервые приблизились по техническим характеристикам и цене к зарубежным GPS-аналогам. Это обеспечит увеличение пользовательской базы ГЛОНАСС и дальнейшее развитие оборудования для работы с этой системой, считают в «Нависе».

Чипы серии NV08C размером 9 на 11 миллиметров потребляют около 0,1 ватта мощности и стоят около 450 рублей. Новые приемники будут производиться по техпроцессу 90 нанометров. Пока эта технология не внедрена в России, выпускать чипы будут за рубежом — массовое производство начнется в июне 2010 года.

Всего в 2010 году планируется выпустить 300 тысяч чип-приемников, а в последующие годы объемы производства могут достигнуть нескольких миллионов штук в год.

Зарубежные чипы GPS в настоящее время выпускаются десятками миллионов штук в год. Приемники производятся в виде интегрированных чипов с размерами 7 на 8 миллиметров, потребляют менее 0,1 ватта энергии и стоят от 400 рублей.

Ранее выпускаемые отечественные модели ГЛОНАСС/GPS-приемников представляли собой печатные платы с распаянными на них микросхемами. Их размеры составляли 3 на 3 сантиметра, энергопотребление — около 1 ватта, а цена — от 2000 рублей. Отставание по техническим характеристикам и высокая стоимость сдерживали развитие рынка ГЛОНАСС-навигаторов — к настоящему времени выпущено не более 100 тысяч таких устройств.

КБ «Навис» является крупнейшим отечественным производителем и разработчиком приемников ГЛОНАСС/GPS, занимая 70 процентов рынка этих устройств. Стоимость проекта по созданию новых чипов и запуску их в производство составляет 10 миллионов евро.