ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ГЛОБАЛЬНЫХ СИСТЕМ НАВИГАЦИИ

АННОТАЦИЯ

Автором рассматриваются возможности применения глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в геодезии, вуклканической активности, сейсмоактивности и экономике, а также интересные способы их применения. Определены системы геолокации, активно применяемые в нашей стране, сравнены системы геолокации РФ и других стран, а также выявлены сферы использования системы геолокации, выяснены перспективы развития систем геолокаций.

Ключевые слова: GPS, Система геолокации, GNSS, CDMA, FDMA.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ "ГЛОНАСС"

Геолокация - определение реального географического местоположения электронного устройства, например, радиопередатчика, сотового телефона или компьютера, подключённого к Интернету.

В нашей стране существует своя система ориентирования на местности - «ГЛОНАСС», которая была создана 1982 г. для военных целей и стала доступна гражданскому населению в 2008. Для навигации она использует спутники на околоземной орбите количество которых на данный момент составляет 24, а также приёмники, ими могут являться навигаторы, трекеры, маяки. Для определения гео-координат с большей точностью система соединяет приёмник с 4 спутниками которые определяют долготу и широту, время и высоту на которой находится устройство. После определения данных, спутник отправляет их на устройство, которое за счёт программного обеспечения сравнивает данные до отправки запроса и данные полученные после ответа от спутника, благодаря этому определяется местоположение объекта. Приёмники способные взаимодействовать с системой «ГЛОНАСС» должны принимать сигналы двух видов FDMA и CDMA.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ ГЕОЛОКАЦИИ

На данный момент система «ГЛОНАСС» не является идеальной, и постоянно совершенствуется. Оборудование для системы «ГЛОНАСС» отличается от западных аналогов дешевизной, но уступает в некоторых других аспектах.

К примеру, вращение спутников системы «ГЛОНАСС» независимо от вращения планеты, спутники системы «GPS» полностью синхронизированы с вращением Земли. Перспективы развития системы «ГЛОНАСС» крайне велики, так как она способна выполнять все функции необходимые огромному государству, такому как РФ. Данная система работает независимо от других и использует метод шифрования данных отличный от методов других систем геолокации. На данный момент система шифрования «ГЛОНАСС» отстаёт от аналогов, но в то же время полностью защищена от вмешательства. В самых смелых предположения, система «Глонасс» будет отслеживать местонахождение каждого гражданина страны, что позволит отказаться от документации, ведь достаточно просто будет обратится к системе навигации и она выдаст все нужные данные. На данный момент кроме «ГЛОНАСС» в мире существует 2 системы геолокации. Американская - «GPS», и Китайская «Бейдоу». «GPS» - как и «ГЛОНАСС» имеет 24 спутника на околоземной орбите, но для определения местоположения данные собираются с 6 спутников, это обеспечивает более высокую точность определения местоположения если сравнивать с ГЛОНАСС. «GPS» - перспективная система геолокации созданная для военных целей министерства обороны США, в последствии стала доступна и гражданскому населению, а после и распространилось на весь мир, став олицетворением всех систем геолокации.

«Бейдоу» - Китайский аналог «ГЛОНАСС» и «GPS», менее развит чем конкуренты, но полностью удовлетворяет все цели для которых был создан.

«Бейдоу» способен обеспечить достаточною точность определения местоположения объекта, но не способен выполнять это с такой же скоростью как его конкуренты, так что первичной перспективой развития для него является увеличение скорости и точности определения геолокация передатчика.

ОТРАСЛИ ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМЫ ГЕОЛОКАЦИИ

На данный момент системы геолокации используют почти во всех отраслях жизни страны. Сферами применения являются: вооружённые силы (с помощью систем навигации осуществляется поиск военных объектов противника, наведение вооружения, управление беспилотными аппаратами,а также управление войсками), логистика (системы «ГЛОНАСС» определяют местонахождение автомобилей с грузом, что позволяет рассчитать примерное время доставки груза в пункт назначения оптимизируя расходы на грузоперевозку, и это только малая часть того что делают системы геолокации в мировой логистике), общественная жизнь (каждый человек хоть раз прибегал к помощи навигатора - это факт, ведь навигатор позволяет без особой трудности ориентироваться почти в любой точке нашей планеты), сельское хозяйство (геолокационные системы не обошли стороной и сельское хозяйство, умные комбайны способные сами определять траекторию своего движения, или дроны, способные определить как рациональнее будет использовать тот или иной участок земли, все это стало возможно благодаря системе «ГЛОНАСС»).

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМ ГЕОЛОКАЦИИ В ГЕОДЕЗИИ

В современной геодезии всё чаще начинают использоваться системы спутниковой геолокации, это намного облегчает работу ученых-геодезистов.

С помощью спутниковой геолокации крайне легко произвести полный анализ необходимой поверхности, основное, это создание карты рельефа. К сожалению, в настоящее время для построения карты рельефа, удовлетворяющей точности необходимо соблюдение многих условий, одно из них погода, небо должно быть безоблачным и разумеется должны отсутствовать любого вида осадки. Это делает возможность построения карты рельефа с помощью систем геолокации крайне неэффективным, с условием того, что человек не принимает в этом участия.

Подобное использование систем геолокации уже используется в технически развитых странах, а инженеры постоянно находятся в поисках способов увеличить точность получаемых данных. Возможно, в будущем собрать данные с многогектарного поля сможет один человек, нажав лишь на одну кнопку, тем самым послав спутнику сигнал, а уже через секунду на экране принимающего устройства появится полная информация о сканируемой территории, это во многом удешевит и ускорит огромное количество масштабных проектов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМ ГЕОЛОКАЦИИ КАК СРЕДСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ СЕЙСМОАКТИВНОСТИ

Многие геологи считали, что предугадать движения литосферных плит с помощью систем геолокации не представляется возможным, так как они недостаточно точны для этого, но инженеры смогли ускорить скорость передачи информации, путём сортировки необходимой информации. После этого системы GNSS стали активно применятся для определения будущих землетрясений, а также для анализа разрушений после. В настоящее время ученые-геологи смотрят на GNSS системы более широко, и активно применяют их в своей работе. К примеру, на данный момент программа, основанная на GPS способна за 10 секунд после начала землетрясения определить уровень и силу толчков и построить карту изменения рельефа.

В странах запада уже включили GPS в программу раннего обнаружения землетрясения и оповещения населения.

КОНТРОЛЬ ЗА ВУЛКАНИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ

Как говорилось выше, GNSS системы уже способны помогать ученым в определении повышенной сейсмоактивности, извержение вулканов. Например, многие вулканические станции оборудованы GPS-трекерами, расположенными вокруг гор. Они обеспечивают контроль над тем, как магма перемещается под землёй, за счёт того, что это часто вызывает смещение поверхности. Наблюдая за тем, как метки GNSS вокруг вулкана поднимаются или опускаются со временем, учёные способны повысить качество оценки будущих извержений. Данные GPS также могут быть полезны после извержения вулкана. Во время извержения в воздух выбрасывается определённое количество вулканического пепла, который искажает сигнал геолокационных спутников, и на основе этих искажений специалисты способны сделать выводы о количестве пепла.

КОНТРОЛЬ ЗА ВНЕШНИМ ПОКРОВОМ ЗЕМЛИ.

Одно из самых неожиданных способов использования геолокационного сигнала принимать не сигнал от спутника, а принимать отражённый от верхних покровов земли сигнал. Специалисты начали изучать частоты отражённых от земли сигналов, и то, как они взаимодействовали с сигналами, которые поступали прямо на приёмник. Позже из этих данных удалось получить свойства поверхности, от которой отразился сигнал.

Данный способ позволяет учёным получить сведения о поверхности под GPS-маркером, например, сколько влаги содержится в почве или сколько на ней скопилось снега.

КОНТРОЛЬ ЗА ИЗМЕНЕНИЕМ УРОВНЯ ВОДЫ.

В этом году, инженер исследовательской организации UNAVCO по геофизике, устанавливал станции GPS в Бангладеш, на стыке рек Ганг и Брахмапутра. Цель состояла в том, чтобы узнать, увеличивается ли плотность речных отложения и как быстро земля подвергается эрозии. Это исследование прошло успешно, его важность была крайне значима так как помогла вовремя определить эрозию почвы. Приемники GPS могут помочь океанографам и морякам, выступая в качестве измерителей высоты приливов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМ ГЕОЛОКАЦИИ В ЭКОНОМИКЕ.

Тысячи логистических компаний используют системы геолокации для построения максимально эффективного маршрута, маркетинговые компании отслеживают перемещения людей и на основе этого создают карты посещаемости тех или иных мест. Работодателям, компаний грузоперевозок, отпала необходимость набирать состав работников для каждой определённой области, так как с помощью навигатора любой водитель способен добраться до пункта назначения. Для примера используем безымянную компанию занимающеюся грузоперевозками. Автотранспорт такой компании оснащён огромным количеством GPS-трекеров, каждый из которых имеет свою функцию.

-Отслеживание автотранспорта на протяжении всего маршрута

-Оценка качества дорожного покрытия

-Реконструкция маршрута при необходимости, в реальном времени

- Фиксация остановки, простоя, движения.

- Отслеживание количества расходуемого топлива

Во всём этом есть свои минусы, так как системы геолокации стали широко внедрятся в различные сферы, многие профессии перестали быть востребованными, что в будущем может перерасти в настоящую проблему, благо в данный момент системы GNSS способны лишь оказать помощь человеку, но не заменить его, точность подобных систем далека до идеала, и зависит от многих условий.

САМЫЕ ИНТЕРЕСНЫЕ СПОСОБЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ ГЕОЛОКАЦИИ

Самыми интересными способами геолокации можно выделить следующее:

1.Надзор за таксистами.

В Америке благодаря системам геолокации были найдены десятки недобросовестных водителей такси, которые производили увеличение реальных данных счётчика, за счёт чего увеличивали доходность поездки.

2.GPS - как средство борьбы с прогулами.

Учеников склонных к пропуску занятий, без уважительных причин, принудили одеть браслеты, в которые были встроены GPS-датчики.

3.Наблюдение за редкими животными.

В 2011 году, в России, вступила программа защиты редких животных посредством GPS-трекеров. Одним из первых, устройством слежения, был оснащён снежный барс, за его передвижениями можно было следить в одном из разделов государственного сайта. В данный момент программа остановлена, так как договор о сотрудничестве по данной программе был заключён с США и Англией которые в данный момент отказываются поддерживать РФ.

4. Отслеживание деятельности сотрудников

С популяризацией GPS-трекеров, многие Российские фирмы стали вводить правила для своих сотрудников. К примеру нефтегазовые и сервисные компании обязывают сотрудников, во время работы, носить с собой устройство, оснащённое трекером, это нововведение многократно повысило эффективность рабочего коллектива компаний работодателей.

Выводы

В заключении хотелось бы отметить, что геолокационные системы всё ещё находятся в развитии, мы можем лишь гадать, как будет развиваться данная отрасль в будущем, но одно известно точно «ГЛОНАСС» и его аналоги ждёт долгое будущее.

Список литературы:

1. Официальный сайт «ГЛОНАСС» [Электронный ресурс] URL: https://glonasssystem.ru
2. WIKIPEDIA [Электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org
3. Freshle. - Геолокационные сервисы [Электронный ресурс]. - 2011. URL: http://freshle.com/wiki/index.php/Геолокационные_сервисы