Навигационные спутниковые системы

Навигационные спутниковые системы предназначены для определения текущих географических координат (широты, долго­ты, высоты) и вектора путевой скорости воздушных, морских, на­земных и космических объектов. Наиболее популярной является американская глобальная система местоопределения GPS (Global Positioning System). Она состоит из искусственных спутников Зем­ли, сети наземных станций слежения за ними и неограниченного количества пользовательских приемников-вычислителей.

Для покрытия поверхности земного шара в системе используется 24 спутника, которые распределены по шести орбитам на высоте око­ло 20.000 км и делают два оборота вокруг Земли менее чем за сутки. Такая конфигурация системы позволяет практически в любой точке Земли принимать сигнал сразу от нескольких спутников. Упрощенная схема функционирования системы GPS показана на рис. 9.

Рис. 9. Схема функционирования системы GPS

Вычисление координат объекта производится на основе результа­тов измерения его удаленности от точек с заданными координатами. На рисунке объектом является GPS-приемник, а точками с заданными координатами - спутники системы. GPS-приемник на основании по­лученной со спутников информации определяет расстояние до каждо­го спутника, их взаимное расположение и вычисляет свои координаты по законам геометрии.

Для определения двух координат (широты и долготы) достаточ­но получить сигналы с трех спутников, а для определения высоты над уровнем моря - с четырех. Чем больше спутников, тем точнее измере­ние. Спутники размещены на орбитах таким образом, чтобы в любой точке земной поверхности приемник «видел» не менее четырех из них. Стандартные гражданские GPS-приемники могут принимать сигналы от двенадцати спутников одновременно. Точность GPS-измерений различается от одного сантиметра до десятков метров в зависимости от используемой аппаратуры, методики обработки данных и других факторов.

Российская глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС используется Международной организацией гражданской авиации и Морской международной организацией с 1996 го­да. Для обеспечения непрерывного навигационного поля над всей территорией России система ГЛОНАСС должна иметь 18 спутников.