Сетевые спутниковые радионавигационные системы
Содержание
Введение
1. Региональные спутниковые
навигационные системы
.1 Бэйдау
1.2 Галилео
.3 Индийская спутниковая
навигационная система
.4 Квазизенитная спутниковая
система
2. Основные элементы, принципы
работы и применение
. Создание карт для навигационных
спутниковых систем
Список используемых источников
Введение
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 Вы
точно знаете свои координаты на Земле, то становится возможным измерить
положение спутника, и наоборот, точно зная положение спутника, можно определить
собственные координаты.
Реализована эта идея была через 20 лет. 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 Глобальная система позиционирования или
сокращённо 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. Также с помощью системы вмонтированной в спутники стало реально
определять мощные ядерные заряды, находящиеся на поверхности планеты.
Первоначально GPS - глобальная система позиционирования, разрабатывалась как
чисто военный проект. Но после того, как в 1983 г. 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. Но точность была
уменьшена специальным алгоритмом. Затем появилась информация о том, что
некоторые компании расшифровали алгоритм уменьшения точности и с успехом
компенсируют эту составляющую ошибки, и в 2000 г. это загрубление точности было
отменено указом президента США.
.
Региональные спутниковые навигационные системы
Спутниковая система навигации - комплексная
электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и
космического оборудования, предназначенная для определения местоположения
(географических координат и высоты), а также параметров движения (скороти и
направлення движения и т.д.) для наземных, водных и воздушных объектов.
.1 Бэйдоу
Навигацио́нная
систе́ма
"Бэйдо́у"
(кит.
трад.
北斗導航系統,
упр.
北斗导航系统,
пиньинь:
Běidǒu dǎoháng
xìtǒng, палл.:
Бэйдоу
даохан
ситун)
или
Спу́тниковая
навигацио́нная
систе́ма
"Бэйдо́у"
(кит.
трад.
北斗衛星導航系統,
упр.
北斗卫星导航系统,
пиньинь:
Běidǒu
wèixīng dǎoháng
xìtǒng, палл.:
Бэйдоу
вэйсин
даохан
ситун,
сокращенно
- BD) - китайская
спутниковая
система
навигации.
На
26 октября 2012 года включала в себя 16 спутников, расположенных на
геостационарной орбите[источник не указан 790 дней] и обеспечивала определение
географических координат в Китае и на соседних территориях. Планируется, что
космический сегмент навигационной спутниковой системы Бэйдоу будет состоять из
5 спутников на ГСО и 30 спутников на орбитах, отличных от ГСО.
Система была запущена в коммерческую
эксплуатацию 27 декабря 2012 как региональная система позиционирования, при
этом спутниковая группировка составляла 16 спутников. Планируется, что на
полную мощность система выйдет к 2020 году. Китайские представители также
отметили, что ещё предстоит урегулировать вопросы, касающиеся частотных диапазонов,
с российской, американской и европейской сторонами, которые также владеют
спутниковыми навигационными группировками. А пока китайская система работает на
частоте сигнала B1, также отмеченный Евросоюзом как E2, с частотой 1559,052 -
1591,788 МГц. Обе стороны до сих пор не достигли окончательной договорённости
по вопросам совместимости своих будущих спутниковых навигационных систем,
несмотря на продолжающиеся с 2009 года переговоры по вопросу наложения
специальных сигналов системы Compass на специальные сигналы PRS системы Galileo
(диапазон L1, центральная частота 1575,42 МГц).
Предположительно будущие частоты: 1166,22 -
1217,37 МГц,: 1250,618 - 1286,423 МГц.
Китайское национальное космическое управление
планирует развернуть навигационную систему "Бэйдоу" в три этапа.
-2003: Экспериментальная система Бэйдоу из трёх
спутников.
К 2012 году: Региональная система для покрытия
территории Китая и прилегающих территорий.
К 2020 году: Глобальная навигационная система.
Первый спутник, "Бэйдоу-1А", был
запущен 30 октября 2000 года. Второй, "Бэйдоу-1B", - 20 декабря 2000.
Третий спутник, "Бэйдоу-1C", отправлен на орбиту 25 мая 2003 как
подстраховочный. Система считалась введённой в эксплуатацию с успешного запуска
третьего спутника.
ноября 2006 Китай заявил, что с 2008 года Бэйдоу
будет предлагать открытые услуги с точностью определения местоположения 10
метров. Частота системы "Бэйдоу": 2491,75 МГц.
февраля 2007 года был также запущен четвёртый
спутник в рамках "Бэйдоу-1", называемый иногда "Бэйдоу-D",
а иногда - "Бэйдоу-2А". Он выполняет функции подстраховки.
Сообщалось, что у спутника были неполадки в системе управления, но впоследствии
они были устранены.
В апреле 2007 успешно выведен на орбиту первый
спутник группировки "Бэйдоу-2", названый "Компас-M1".
Данный спутник является настроечным для частот Бэйдоу-2. Второй спутник,
"Компас-G2", запущен 15 апреля 2009. Третий ("Компас-G1")
запущен на орбиту носителем LM-3C 17 января 2010. Четвёртый спутник запущен 2
июня 2010. Носитель LM-3I вывел четвёртый спутник со спутниковой площадки в
Сичане 1 августа 2010 года.
января 2010 запущен официальный сайт спутниковой
навигационной системы Бэйдоу.
февраля 2011 было развернуто 6 действующих
спутников, 4 из них видны в Москве: COMPASS-G3, COMPASS-IGSO1, COMPASS-IGSO2 и
COMPASS-M1.
декабря 2011 года "Бэйдоу" была
запущена в тестовом режиме, охватывая территорию Китая и сопредельных районов.
декабря 2012 система была запущена в
коммерческую эксплуатацию как региональная система позиционирования, при этом
спутниковая группировка составляла 16 спутников.
мая 2014 система прошла экспертную проверку, в
ходе которой было установлено, что её точность составляет менее 1 метра.
Станции слежения
Станции слежения оборудованы двухчастотными
приемниками UR240 и антеннами UA240, разработанными китайской компанией UNICORE
и способными принимать сигналы систем GPS и Compass. 7 из них размещены в
Китае: в Чэнду (CHDU), Харбине (HRBN), Гонконге (HKTU), Лхасе (LASA), Шанхае
(SHA1), Ухане (CENT) и Сиане (XIAN); и еще 5 - в Сингапуре (SIGP), Австралии
(PETH), ОАЭ (DHAB), Европе (LEID) и Африке (JOHA).
Приемники
В системе Бэйдо́у-1
навигатор является не только приемником, но и передатчиком сигнала. Но такая
система дает работать только 150 навигатором одновременно. Станция мониторинга
через два спутника посылает сигнал пользователю. Устройство пользователя после
получения сигнала посылает ответный сигнал через оба спутника. Наземная станция
по задержке сигнала рассчитывает географические координаты пользователя,
определяет высоту по имеющейся базе данных и передает сигналы на устройство
пользовательского сегмента.
.2 Галилео
Галилео (Galileo) - совместный проект
спутниковой системы навигации Европейского союза и Европейского космического
агентства, является частью транспортного проекта Трансевропейские сети (англ.
Trans-European Networks). Система предназначена для решения геодезических и
навигационных задач. Ныне существующие GPS-приёмники не смогут принимать и
обрабатывать сигналы со спутников Галилео (кроме приемников компаний Altus
Positioning Systems, Septentrio, JAVAD GNSS и российских приемников ФАЗА+),
хотя достигнута договорённость о совместимости и взаимодополнению с системой
NAVSTAR GPS третьего поколения. Финансирование проекта будет осуществляться в
том числе за счёт продажи лицензий производителям приёмников.
Помимо стран Европейского союза в проекте
участвуют: Китай, Израиль, Южная Корея, Украина . Кроме того, ведутся
переговоры с представителями Аргентины, Австралии, Бразилии, Чили, Индии,
Малайзии. Ожидается, что "Галилео" войдёт в строй в 2014-2016 годах,
когда на орбиту будут выведены все 30 запланированных спутников (27
операционных и 3 резервных). Компания Arianespace заключила договор на 10
ракет-носителей "Союз" для запуска спутников, начиная с 2010 года.
Космический сегмент будет обслуживаться наземной инфраструктурой, включающей в
себя три центра управления и глобальную сеть передающих и принимающих станций.
В отличие от американской GPS и российской
ГЛОНАСС, система Галилео не контролируется национальными военными ведомствами,
однако, в 2008 году парламент ЕС принял резолюцию "Значение космоса для
безопасности Европы", согласно которой допускается использование
спутниковых сигналов для военных операций, проводимых в рамках европейской
политики безопасности. Разработку системы осуществляет Европейское космическое
агентство. Общие затраты оцениваются в 4,9 млрд евро.
Спутники "Галилео" будут выводиться на
орбиты высотой 23 222 км (или 29 600,318 км от центра Земли), проходя один
виток за 14 ч 4 мин и 42 с и обращаясь в трех плоскостях, наклонённых под углом
56° к экватору, что обеспечит одновременную видимость из любой точки земного
шара по крайней мере четырёх аппаратов. Временна́я
погрешность атомных часов, установленных на спутниках, составляет одну
миллиардную долю секунды, что обеспечит точность определения места приёмника
около 30 см на низких широтах. За счёт более высокой, чем у спутников GPS
орбиты, на широте Полярного круга будет обеспечена точность до одного метра.
Каждый аппарат "Галилео" весит около
700 кг, его габариты со сложенными солнечными батареями составляют 3,02×1,58×1,59
м,
а с развёрнутыми - 2,74×14,5×1,59 м,
энергообеспечение равно 1420 Вт на солнце и 1355 Вт в тени. Расчетный срок
эксплуатации спутника превышает 12 лет.
Антонио Тайани, вице-президент Еврокомиссии,
ответственный за вопросы промышленности и предпринимательства, заявил на
брифинге в Страсбурге, что по состоянию на 19 января 2011 года, для завершения
системы спутниковой навигации Galileo необходимо 1,9 млрд евро.
Службы
Открытая общая служба (Open Service)
Бесплатный сигнал, сопоставимый по точности с
ныне существующими системами (благодаря большему количеству спутников - 27
против 24 в NAVSTAR GPS - покрытие сигналом в городских условиях должно быть
доведено до 95 %). Гарантии его получения предоставляться не будут. Благодаря
найденному компромиссу с правительством США будет применяться формат данных
BOC1.1, используемый в сигналах модернизированного GPS, что позволит
взаимодополнять системы GPS и Галилео.
Служба повышенной
надёжности
(Safety-of-Life Service, SoL)
С гарантиями получения сигнала и системой
предупреждения в случае понижения точности определения, предусмотрена прежде
всего для использования в авиации и судовой навигации. Надёжность будет
повышена за счёт применения двухдиапазонного приёмника (L1: 1559-1591 и E5:
1164-1215 МГц) и повышенной скорости передачи данных (500 бит/с).
Коммерческая служба (Commercial Service)
Кодированный сигнал, позволяющий обеспечить
повышенную точность позиционирования, будет предоставляться заинтересованным
пользователям за отдельную плату. Точность позиционирования увеличивается за
счёт использования двух дополнительных сигналов (в диапазоне E6 1260-1300 МГц).
Права на использование сигнала планируется перепродавать через провайдеров.
Предполагается гибкая система оплаты в зависимости от времени использования и
вида абонемента.
Правительственная служба
(Public Regulated Service, PRS)
Особо надёжная и высокоточная служба с
использованием кодированного сигнала и строго контролируемым кругом абонентов.
Сигнал будет защищён от попыток его симулировать и предназначен прежде всего
для использования спецслужбами (полиция, береговая охрана и т. д.), военными и
антикризисными штабами в случае чрезвычайных ситуаций.
Поисково-спасательная служба (Search and Rescue,
SAR)
Система для обеспечения приёма сигналов бедствия
и позиционирования места бедствия с возможностью получения на месте бедствия
ответа от спасательного центра. Система должна дополнить, а затем и заменить
ныне существующую КОСПАС/САРСАТ. Преимуществом системы над последней является
более уверенный приём сигнала бедствия вследствие большей близости к земле и
геостационарного положения спутников. Система разработана в соответствии с
директивами Международной морской организации (IMO) и должна быть включена в
Глобальную морскую систему связи при бедствиях и для обеспечения безопасности
мореплавания (ГМССБ).
.3 Индийская спутниковая навигационная система
(англ. Indian Regional Navigation Satellite
System) - индийская региональная спутниковая система навигации, проект которой
был принят к реализации правительством Индии. Разработка осуществляется
Индийской организацией космических исследований (ISRO). Система будет
обеспечивать только региональное покрытие самой Индии и частей сопредельных
государств.
Общее количество спутников системы IRNSS: 7.
Проектная дата завершения работ: 2015 год.
Структура
Спутниковая группировка IRNSS должна состоять из
семи спутников на геосинхронных орбитах на высоте около 24 000 км в апогее.
Причем четыре спутника из семи в IRNSS будут размещены на орбите с наклонением
в 29° по отношению к экваториальной плоскости. Все семь спутников будут иметь
непрерывную радиовидимость с Индийскими управляющими станциями.
Спутники IRNSS будут использовать платформу,
подобную той, которая используется на метеорологическом спутнике Kalpana-1 с
массой 1330 кг и мощностью солнечных батарей 1400 Вт. Полезная нагрузка будет
включать два 40 Вт твердотельных усилителя.
Земной сегмент IRNSS будет иметь станцию
мониторинга, станцию резервирования, станцию контроля и управления бортовыми
системами. Государственная компания ISRO является ответственной за
развертывание IRNSS, которая будет находиться целиком под контролем Индийского
правительства. Навигационные приемники, которые будут принимать сигналы IRNSS,
также будут разрабатываться и выпускаться индийскими компаниями.предполагает
определение координат местонахождения объекта с точностью порядка 20 метров для
региона Индийского океана (около 1500 км вокруг Индии) и менее 10 метров -
непосредственно по Индии и территориям сопредельных государств, охваченным
данной системой навигации.
История
Правительство Индии 9 мая 2006 одобрило проект
развертывания Индийской Спутниковой Региональной Системы Навигации (IRNSS) с
бюджетом 14,2 миллиарда рупий в течение следующих 6-7 лет. Позже стоимость
всего проекта оценивалась в 16 миллиардов рупий (около 290 миллионов долларов
США).
В 2012 году для индийской системы были заказаны
рубидиевые часы.
Первоначально планировалось, что спутники будут
запускаться с 2012-го по 2014 год, а окончательный ввод системы в эксплуатацию
произойдёт к 2015 году. Затем начало запусков было перенесено со второй
половины 2012 года на май 2013 года.
Индия запустила свой первый навигационный
спутник
В конце мая 2013 года стало известно, что запуск
первого спутника IRNSS-1A ракета-носителем PSLV-C22 запланирован на 12 июня
2013 года с космодрома на острове Шрихарикота в Бенгальском заливе, однако
впоследствии был отложен из-за выявленных несоответствий при проведении
электрических испытаний. Спутник был успешно выведен на орбиту 1 июля 2013 года
и уже успешно передает сигналы на Землю Второй с апреля 2014.
.4 Квазизенитная спутниковая система
Zenith Satellite System (QZSS,
"Квазизенитная спутниковая система") - проект трёхспутниковой
региональной системы синхронизации времени и одна из систем дифференциальной
коррекции для GPS, сигналы которой будут доступны в Японии. Первый спутник
Митибики был запущен 11 сентября 2010 года. Полное развёртывание системы
предполагается в 2013 г.
Работа была продолжена организацией Satellite
Positioning
Research
and Application
Center (SPAC).
SPAC принадлежит четырём департаментам правительства Японии: министерствам
образования, культуры, спорта, науки и технологий; внутренних дел и связи (англ.)русск.;
Министерство экономики, торговли и промышленности и министерству земли,
инфраструктуры, транспорта и туризма.предназначена для мобильных приложений,
для предоставления услуг связи (видео, аудио и другие данные) и глобального
позиционирования. Что касается услуг позиционирования, QZSS сама по себе
предоставляет ограниченную точность и по существующей спецификации не работает
в автономном режиме. С точки зрения пользователей QZSS предстаёт как система
дифференциальной коррекции. Система позиционирования QZSS может работать
совместно с геостационарными спутниками в японской системе MTSAT, находящейся в
процессе создания, которая сама по себе является системой дифференциальной
коррекции, подобной системе WAAS, созданной США.
Спутники будут находится на высокой
эллиптической орбите. Такие орбиты позволяют спутнику держаться более 12 часов
в день с углом возвышения более 70° (то есть большую часть времени спутник
находится практически в зените). Этим и объясняется термин
"quasi-zenith", то есть "кажущийся находящимся в зените",
который дал название системе. По состоянию на июнь 2003 года предлагаемые
орбиты располагаются в диапазоне от 45° наклонения с небольшим эксцентриситетом
до 53° со значительным эксцентриситетом.и дополнение к системе позиционированияможет
улучшить работу системы GPS двумя способами: во-первых, повышением доступности
GPS-сигналов, и во-вторых, повышением точности и надёжности работы
навигационных систем, работающих с GPS.
Поскольку сигналы о доступности спутников GPS,
передаваемые со спутников QZSS, совместимы с модернизированными сигналами GPS и
таким образом обеспечена возможность их взаимодействия, QZSS будет передавать
сигналы L1C/A, L1C, L2C и L5. Эти уменьшает необходимые изменения в
спецификации и дизайне приёмников.
В сравнении с автономной системой GPS,
комбинированная система GPS и QZSS даёт улучшенную производительность благодаря
выбору диапазона коррекционных данных, передаваемых по сигналам L1-SAIF и LEX с
QZS. Надёжность повышается также путём передачи данных о состоянии спутников.
Предоставляется и другие данные для улучшения поиска спутников GPS.
По первоначальным планам спутники QZS должны
нести два типа атомных часов: водородный мазер и атомные часы на основе
рубидия. Разработка пассивного водородного мазера была прекращена в 2006 году.
Сигнал позиционирования будет генерироваться с использованием атомных
рубидиевых часов и будет использована архитектура подобная системе отсчёта
времени GPS. QZSS также будет способна использовать двунаправленный спутниковый
перенос времени и частоты (Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer,
TWSTFT), которая будетиспользована для сбора фундаментальных знаний о поведении
спутниковых часов в космосе и других исследовательских целей.
Измерение времени и удалённая синхронизация QZSS
Несмотря на то, что первое поколение системы
измерения времени (timekeeping system (TKS)) будет основано на рубидиевых
атомных часах, первый спутник QZS будет нести прототип экспериментальной
системы синхронизации. В течение первой половины двухгодичной орбитальной
тестовой фазы, предварительные тесты исследуют возможность технологии отсчёта
времени без атомных часов, которая будет использована в дальнейшем на спутниках
QZSS второго поколения.
Упомянутая технология TKS является новой
спутниковой системой измерения времени, которая не требует атомных часов на
борту, как в используемых ныне спутниках GPS, ГЛОНАСС и разрабатываемых
спутниках системы Galileo. Этот концепт отличается использованием системы
синхронизации объединённой с упрощёнными часами на борту, которые работают как
приёмопередатчики, перераспространяющие информацию о точном времени,
предоставленную удалённо сетью синхронизации времени, расположенной на земле.
Это позволяет системе работать оптимально когда спутники находятся в
непосредственном контакте с наземной станцией, что делает систему подходящей
для использования в QZSS. Небольшая масса и невысокая стоимость изготовления и
запуска спутников являются значительными преимуществами такой новой системы.
Обзор такой системы так же как и два возможных варианта построения сети
синхронизации времени для QZSS были изучены и опубликованы в работе Фабрицио
Тапперо (Fabrizio Tappero).
. Основные элементы, принцип работы и применение
Основные элементы
Основные элементы спутниковой системы навигации:
Орбитальная группировка, состоящая из нескольких
(от 2 до 30) спутников, излучающих специальные радиосигналы;
Наземная система управления и контроля (наземный
сегмент), включающая блоки измерения текущего положения спутников и передачи на
них полученной информации для корректировки информации об орбитах;
Аппаратура потребителя спутниковых навигационных
систем ("спутниковые навигаторы"), используемое для определения
координат;
Опционально: наземная система радиомаяков,
позволяющая значительно повысить точность определения координат.
Опционально: информационная радиосистема для
передачи пользователям поправок, позволяющих значительно повысить точность
определения координат.
Принцип работы
Принцип работы спутниковых систем навигации
основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого
необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой
точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым
должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно
приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он
не устарел - мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале
весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы,
с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно
вычислить положение объекта в пространстве.
Метод измерения расстояния от спутника до
антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн.
Для осуществления возможности измерения времени распространяемого радиосигнала
каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени,
используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При
работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и
при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения,
содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой
информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Все остальные
параметры движения (скорость, курс, пройденное расстояние) вычисляются на
основе измерения времени, которое объект затратил на перемещение между двумя
или более точками с определёнными координатами.
В реальности работа системы происходит
значительно сложнее. Ниже перечислены некоторые проблемы, требующие специальных
технических приёмов по их решению:
Отсутствие атомных часов в большинстве
навигационных приёмников. Этот недостаток обычно устраняется требованием
получения информации не менее чем с трёх (2-мерная навигация при известной
высоте) или четырёх (3-мерная навигация) спутников; (При наличии сигнала хотя
бы с одного спутника можно определить текущее время с хорошей точностью).
Неоднородность гравитационного поля Земли,
влияющая на орбиты спутников;
Неоднородность атмосферы, из-за которой скорость
и направление распространения радиоволн может меняться в некоторых пределах;
Отражения сигналов от наземных объектов, что
особенно заметно в городе;
Невозможность разместить на спутниках
передатчики большой мощности, из-за чего приём их сигналов возможен только в
прямой видимости на открытом воздухе.
Применение систем навигации
Кроме навигации, координаты, получаемые
благодаря спутниковым системам, используются в следующих отраслях:
Геодезия: с помощью систем навигации
определяются точные координаты точек
Картография: системы навигации используется в
гражданской и военной картографии
Навигация: с применением систем навигации
осуществляется как морская, так и дорожная навигация
Спутниковый мониторинг транспорта: с помощью
систем навигации 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 систем
навигации ведутся наблюдения движений и колебаний плит
Активный отдых: существуют различные игры, где
применяются системы навигации, например, Геокэшинг и др.
Геотегинг: информация, например фотографии
"привязываются" к координатам благодаря встроенным или внешним
GPS-приёмникам.
. Создание карт для навигационных систем
Компания Navteq Corporation была образована в
1985 году и уже через девять лет начала поставлять свой софт для
"заводских" навигационных систем - первым потребителем стала компания
BMW. Сейчас продукцию Navteq покупают, например, для "конвейерной"
установки на автомобили Chrysler и Mercedes, ею пользуются интернет-ресурсы (в
частности, Google Maps), а самым известным производителем переносных
PND-устройств (Personal Navigation Device) с картами Navteq является
американская фирма Garmin. Сейчас карты Navteq покрывают 74 страны мира, а с
февраля 2006 года в этот список входит и Россия: российское представительство
компании сотрудничает с семнадцатью автопроизводителями, среди которых Peugeot,
Opel и Mitsubishi, и в 2009 году к ним должен добавиться еще десяток фирм.
Процесс создания электронной карты для
навигационного устройства включает в себя несколько этапов. Сначала у
геодезистов покупают картоснову - подробную карту местности с обозначением
населенных пунктов и отображением автомобильных дорог. Затем начинается процесс
ее адаптации к автомобильным нуждам: специально экипированная бригада
отправляется на визуальное изучение местности. В автомобиле находятся водитель
и геоаналитик с арсеналом высокоточного "оружия". Главную роль играет
GPS-приемник, осуществляющий привязку к местности. С ним синхронизируется
камера-регистратор, которая раз в секунду отправляет в память ноутбука
привязанное к абсолютным координатам изображение. Причем для более точного
описания маршрута оператор с помощью игрового джойстика "вешает" на
"картинку" стандартные значки-атрибуты, обозначающие класс дороги,
тип покрытия, разрешенную скорость, номера домов, пешеходные переходы и т.д.
Помимо этого, оператор оставляет звуковые комментарии и делает рукописные
пометки с помощью графического планшета и "карандаша". Программу для
создания навигационной карты можно увидеть на рисунке 7.
За один рабочий день экипажу удается
"прорисовать" от 70 до 100 км городских дорог или около 300 км
пригородных трасс, причем фактический пробег получается куда большим: геоаналитику
надо зафиксировать все проезжие участки, а широкие проспекты и бульвары
приходится проезжать в обоих направлениях. В итоге накапливается огромный
массив данных, которые потом обрабатываются в аналитическом центре. Повторное
"сканирование" местности проводится по мере появления новых дорог, а
старые объезжаются приблизительно раз в год, но заказчики получают обновленные
версии карт ежеквартально: исправление ошибок производится главным образом по
сигналам пользователей. Но до них обновленные релизы доходят как минимум через
два-три месяца после анонса.
Почему? Во-первых, нужно адаптировать карту под
"железо" и фирменные стандарты подачи информации: цветовую схему,
звуковое сопровождение и т.д. Во-вторых, между самим продуктом и его
потребителем есть немало посредников, претендующих на свой кусок пирога. Иной
раз диски с "фирменной" картографией для штатных навигационных систем
появляются с задержкой до восьми месяцев! Неудивительно, что на фоне такой
нерасторопности процветает пиратство - ворованные копии карт зачастую
появляются в продаже раньше лицензионных продуктов. По состоянию на декабрь
2008 года "российские" карты Navteq покрывают дорожную сеть
пятнадцати городов-миллионеров и шести областей. Всего - 281 тыс. км дорог. В
начале года должна быть готова детальная карта Москвы, в которой будут
прописаны не только подъездные дороги ко всем домам и корпусам, но и подробные
схемы проезда "хитрых" развязок - например, повороты налево через
правый "карман". Выход аналогичной карты Санкт-Петербурга планируется
в первом квартале. Но в России компания Navteq сейчас в роли догоняющего - у
основных конкурентов зона покрытия куда больше. Например, карты компании
Навиком покрывают 412 городов с возможностью адресного поиска и 2,8 млн км
дорог включая грунтовки. Аналогичные показатели у компании Навител - 231 город
и 598 тыс. км, а у компании Tele Atlas - 50 городов и 875 тыс. км. Еще одна
характеристика - количество объектов инфраструктуры, к которым относятся
рестораны, автозаправки, гостиницы и т.д. На российской карте Navteq их
отмечено 47 тысяч, в то время как карта одного Нью-Йорка содержит 60 тысяч
"интересных точек". Словом, поле для деятельности - широчайшее.
Список используемых источников
спутниковый
навигационный орбитальный квазизенитный
1. Александров И. Космическая
радионавигационная система НАВСТАР (рус.) // Зарубежное военное обозрение. -
М., 1995. - № 5. - С. 52-63. - ISSN
0134-921X.
. Козловский Е. Искусство
позиционирования // Вокруг света. - М., 2006. - № 12 (2795). - С. 204-280.
. Шебшаевич В. С., Дмитриев П. П.,
Иванцев Н. В. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / под ред.
В. С. Шебшаевича. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1993. - 408
с. - ISBN 5-256-00174
. ГЛОНАСС: принципы построения и
функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова.. - 3-е изд., перераб.
- М.: Радиотехника, 2005. - 688 с. - 1000 экз. - ISBN 5-93108-076-7.
. Официальная страница
"Галилео" на ЕКА (англ.)
. Официальная страница европейской
организации по контролю над системами спутниковой навигации GSA (Galileo
Supervisory Authority) (англ.)