Многие пользователи уверены, что система ГЛОНАСС является аналогом GPS, но это абсолютно разные платформы. Советский союз начал работу над проектом раньше США. Основные технологии уже были протестированы в 1958 году, американские специалисты только через год начали работу над собственным аналогом.
Изначально необходимо описать общий принцип функционирования ГЛОНАСС. Для определения координат используется набор спутников, орбита которых составляет 19-20 тысяч километров над поверхностью земли. В процессе вычисления координат, устройство пользователя должно получать сигнал от не менее четырех спутников. В этом случае система замеряет время, которое затрачивается на прохождение сигнала до каждого спутника, полученные данные используются для расчетов.
Чтобы обеспечить нахождения 4 спутников в зоне видимости, вся группировка должна содержать не менее 24 космических аппарата. На момент публикации на орбиту выведены 26 спутников, еще один планируется отправить в ближайшее время.
Global Positioning System (чаще используют аббревиатуру GPS), разработанная США, использует схожий алгоритм вычисления текущих координат устройства. В июне текущего года в системе функционировал 31 спутник (минимальное количество также 24 аппарата).
Естественно, между системами имеется значительное количество технических различий, основная масса которых незаметна для конечных пользователей. Далее будут рассмотрены основные из них.
Спутники системы ГЛОНАСС размещены в трех плоскостях, период обращения составляет 11 часов, 15 минут и 44 секунды, наклон к экватору – 64,8 градуса. Движение асинхронно относительно вращения Земли, что позволяет добиться высокой устойчивости орбит – это снижает количество корректировок для группировки аппаратов. Спутники GPS двигаются синхронно, наклон составляет 55 градусов, а находятся они в шести плоскостях.
Различаются и используемые каналы связи. Российская платформа использует протокол шифрования FDMA, который является более защищенным, но требует больше энергии. В GPS для связи используется протокол CDMA, который защищен слабее, но является более экономичным.
Погрешность у GPS составляет 2-4 метра, что лучше аналогичного показателя ГЛОНАСС (3-6 метров). Покрытие GPS в масштабах планеты заметно лучше – ограничение только в районах возле полярных кругов (сказывается используемый наклон орбит), ГЛОНАСС доступен на всей территории России, но покрывает только 70% планеты.
Для рядовых пользователей, по сути, неважно, как организовано движение космических аппаратов, какие каналы используются для связи с наземными компонентами системы, как осуществляются расчеты. Также для повседневных задач не требуется высокая точность определения местоположения. Однако погрешность в несколько метров уже неприемлема для решения задач в авиации, военном деле, картографии и ряда других служб. Наземное оборудование позволяет повысить точность обоих систем до нескольких миллиметров.
Стоит отметить, что существуют и другие глобальные системы навигации. К примеру, проект Galileo, который развивается силами стран ЕС. Отличительная особенность данной платформы – она не контролируется министерством обороны какой либо страны. Хотя законодательство ЕС разрешает ее использование в процессе проведения военной операции.
Несмотря на то, что проект поддерживают десятки стран, на полное развертывание группировки спутников понадобилось более десяти лет, при этом работа еще не завершена. Часть спутников только проходят тестовый режим или совсем не работают. Также дополнительно несколько лет понадобилось на обновление системы защиты от внешних атак.
Еще одна спутниковая система навигации развернута Китаем – BeiDou. По многим параметрам она уступает аналогам. Минимальный набор спутников для полноценной работы составляет 35 (запущено 49), за пределами страны погрешность определения местоположения составляет порядка 10 метров. Работы по развертыванию наземного оборудования еще продолжаются. За пределами страны в данном направлении есть ряд ограничений, поэтому для взаимодействия со спутниками используются корабли военно-морского флота.
Общая структура навигационных систем такого типа делает невозможным отключение сервиса на территории определенной страны. В свете последних событий РФ и США ввели зеркальный запрет на постройку новых станций на своих территориях. Однако данное ограничение привело только к невозможности уменьшить погрешность до значений менее дециметра. Станции США продолжают работать как ретрансляторы для сигналов ГЛОНАСС, российское оборудование аналогично взаимодействует с BeiDou, GPS и Galileo.
Сильные и слабые стороны различных навигационных были выявлены в процессе масштабных межгосударственных испытаний «Шелковый путь», которые провели специалисты из Китая и РФ. Тестировались различные устройства навигации, и точность получения координат (без этапа корректировки при помощи наземной инфраструктуры). Проверялись все четыре системы в разных городах КНР и России.
Основные тезисы итогового отчета:
— во многих регионах России Galileo не смогла корректно работать, поскольку количество доступных спутников было меньше четырех;
— BeiDou на территории России показала точность значительно хуже, по сравнению с GPS и ГЛОНАСС;
— для достижения максимальной точности необходимо использовать обобщенные данные двух или трех систем.
Стоит отметить, что в современных смартфонах нередко стоят модули различных навигационных сервисов. К примеру, на российском рынке своеобразным стандартом является поддержка двух платформ – GPS и ГЛОНАСС. Устройства, которые сертифицируются на территории ЕС, ожидаемо используют Galileo. Аналогично и с устройствами на территории Китая – обязательно присутствует поддержка BeiDou.