СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МНОГОУРОВНЕВЫХ НАВИГАЦИОННО-ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

COMPARATIVE ANALYSIS OF A MULTILEVEL NAVIGATION-INFORMATION SYSTEMS

Nikita Chernichenko

student, Department of Information and Control Systems, Siberian State University of Science and Technology named after academician M.F. Reshetneva,

Russia, Krasnoyarsk

АННОТАЦИЯ

В статье представлены к обзору две самые современные спутниковые системы по версии информационно-аналитического центра координатно-временного и навигационного обеспечения «Прикладной потребительский центр ГЛОНАСС»: ГЛОНАСС РОССИЯ, GPS USA.

ABSTRACT

The article presents for review two of the most modern satellite systems according to the version of the information-analytical center for coordinate-time and navigation support "Applied Consumer Center GLONASS": GLONASS RUSSIA, GPS USA.

Ключевые слова: навигационная система; спутник; отслеживание.

Keywords: navigation system; satellite; tracking.

Global Positioning System – система глобального позиционирования, спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение расстояния, времени и определяющая местоположение во всемирной системе координат WGS 84. Позволяет почти при любой погоде определять местоположение в любом месте Земли (исключая приполярные области) и околоземного космического пространства. [3, c. 74].

Основной принцип использования системы – определение местоположения путём измерения моментов времени приёма синхронизированного сигнала от навигационных спутников антенной потребителя. Для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно иметь четыре уравнения: расстояние равно произведению скорости света на разность моментов приёма сигнала потребителем и момента его синхронного излучения от спутников:

|r - a_j | = c(t_j -τ)                                                                 (1)

a_j — радиус-вектор j-го спутника,

t_{j -} момент времени приёма сигнала от j-го спутника по часам потребителя,

τ - неизвестный момент времени синхронного излучения сигнала всеми спутниками по часам потребителя,

c — скорость света,

r — неизвестный радиус-вектор потребителя.

Профессиональные трекеры для спутникового мониторинга транспорта должны подчиняться ряду обязательных требований, при условии соблюдения которых в автопарке удастся организовать надёжный контроль за работой объектов, таких как:

• в плане исполнения устройства должны быть прочными, защищенными от перепадов напряжения и перепадов температур, от попадания пыли и влаги;
• важно, чтобы оборудование обладало защитой от вандализма и попыток водителей вмешаться в их работу;
• функционально трекер должен обеспечивать высокое качество позиционирования, в частности, за счет поддержки связи с несколькими навигационными системами;
• особое значение имеет наличие цифровых интерфейсов для удаленного контроля за различными параметрами работы транспорта. Трекер должен поддерживать считывание показаний со штатных систем автомобиля и иметь возможности для взаимодействия с дополнительным телематическим оборудованием: датчиками уровня топлива, датчиками давления в шинах, датчиками температуры и т.д.;
• исходя из индивидуальных задач, следует убедиться, что в трекере есть разъемы для подключения голосовой связи и тревожной кнопки;
• необходимо, чтобы устройство обладало достаточной памятью для накопления и хранения информации;

По данным центра систем контроля транспорта, учитывая вышеперечисленные критерии, можно выделить две GPS-системы, удовлетворяющих критериям надежности:

1. Galileosky
2. Navtelecom SMART

Galileosky - линейка передовых терминалов c обширным функционалом для гибкого управления автопарком и стационарными объектами. Galileosky сочетает в себе передовые технологии мониторинга Easy Logic и CAN Сканер, а также приложение для водителей Exigner Driver App. Более того, терминалы позволяют работать с одной или двумя CAN-шинами одновременно, передавать данные с датчиков и устройств не только за счет поддержки протоколов RS 485, RS 232, 1-Wire, но и по интерфейсу Bluetooth 5.0.

Navtelecom SMART. Представляет собой новую модель трекера, наделенную максимальным функционалом и следующими техническими характеристиками:

• внешние ГЛОНАСС/GPS- и GSM-антенны;
• встроенная Li-Po АКБ 800 мА/ч;
• 2G-модем;
• 2 SIM-карты;
• поддержка SD-карт с объемом памяти до 32 Гб;
• защита по питанию и защита входных линий до 200В;
• 6 универсальных входных линий;
• 4 управляющие выходные линии;
• интерфейсы: RS-232, RS-485, CAN и 1-Wire;
• поддержка MODBUS;
• bluetooth 4.0;

Учитывая все преимущества и недостатки терминалов, Galileosky опережает конкурента по объемам продаж на 24%, по статистике, представленной в журнале «Автомобильные новости» Веб-ресурса «Дром» [4].

В отличии от GPS, ГЛОНАСС – российская разработка, которая обеспечивает точное позиционирование объекта в пространстве с минимальной погрешностью. Принцип его действия довольно прост: на объект, координаты которого необходимо определить, устанавливается приемно-передающее устройство – терминал. Для позиционирования терминал подает запрос на спутники. На основе анализа ответной информации определяются координаты объекта, на котором установлено приемное оборудование.

При постоянной работе терминала (т.е. регулярной отправке запросов и анализе ответов) система ГЛОНАСС может определять не только положение, но и скорость движения объекта.

Государственная автоматизированная информационная система «ЭРА-ГЛОНАСС». Обеспечивает оперативное получение информации о дорожно-транспортных и об иных происшествиях на автомобильных дорогах в Российской Федерации, ее обработку, хранение и передачу в экстренные оперативные службы, а также доступ к этой информации государственных органов, органов местного самоуправления, должностных лиц, юридических лиц, физических лиц [1].

Функционирует ЭРА-ГЛОНАСС по довольно простому принципу: сигнал тревоги может быть активирован автоматически (сработал датчик удара/переворота) или в ручном режиме (водитель либо кто-то из пассажиров нажал кнопку). После того как сигнал поступит в колл-центр, диспетчер связывается с машиной в голосовом режиме (конструкция терминала включает динамик и микрофон). Это необходимо для исключения ложных вызовов или случайных срабатываний кнопки «SOS».

По состоянию на конец 2018 года в информационной системе ЭРА-ГЛОНАСС зарегистрировано 3,1 млн транспортных средств, из них 1 690 000 были подключены в течение прошедшего года [2, c. 58]. Большинство автомобилей оснащены устройствами системы на конвейере. Более 45 000 комплексов автовладельцы установили самостоятельно.

За все время работы ЭРА-ГЛОНАСС количество жертв в расчете на одно ДТП за время работы системы снизилось на 14%. По подсчетам АО «ГЛОНАСС», система помогла спасти уже более 700 жизней [5].

GPS или ГЛОНАСС? Обе системы работают на базе группировок из 24 спутников на геостационарных орбитах, но у них есть следующие отличия:

• российские спутники двигаются в 3 плоскостях (соответственно, 8 аппаратов на одну орбиту);
• у спутников GPS выделено 4 орбиты по 6 аппаратов в каждой.
• погрешность позиционирования у GPS несколько ниже, но обе системы достаточно точно определяют координаты.
• основное преимущество GPS — практически 100% покрытие территории земного шара. ГЛОНАСС полностью покрывает территорию РФ, но за пределами Российской Федерации есть участки, в которых сигнал от спутников очень слабый или полностью отсутствует.
• также есть нюансы технического характера: сервис из США использует кодировку CDMA, российский — более сложную и потому более энергоемкую кодировку FDMA. Из-за этого срок эксплуатации спутников ГЛОНАСС сокращается, так что возникает потребность в более частом выводе техники на орбиту.

Более подробные сравнительные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнительные данные систем мониторинга транспорта

Сложно говорить об однозначном преимуществе одной из двух описанных навигационных систем. Тем более что чаще всего оборудование для удаленного позиционирования делают комбинированным: оно может работать как со спутниками GPS, так и с аппаратурой ГЛОНАСС.

Рынок спутниковых систем мониторинга представлен большим количеством компаний, такими как: ООО «НПО ГалилеоСкай», «Teltonika», АрусНави, ООО «Навтелеком», «Техно-Ком» и др.

Сегодня данные компании сотрудничают более чем с 200 дилерами в России и за рубежом, а также работают через широкую сеть филиалов и сервисных центров, что позволяет заниматься производством навигационного оборудования для транспортных средств, различных типов датчиков, а также дополнительного оборудования [4].

Проведя сравнительный анализ технических характеристик вышеперечисленных систем мониторинга транспорта, можно прийти к выводу, что наиболее технически оснащенной является система мониторинга транспорта «Galileosky». Однако цена на данный продукт, вероятнее всего подойдет не каждому предприятию, особенно новичкам в сфере транспортных услуг. Для последних наиболее оптимальным решением станет отечественная разработка – «ЭРА-ГЛОНАСС», совмещающая в себе базовый необходимый набор функций и сравнительно невысокую цену.

Список литературы:

1. Федеральный закон Российской Федерации от 28 декабря 2013 г. № 395-ФЗ «О Государственной автоматизированной информационной системе «ЭРА-ГЛОНАСС»;
2. Кашкаров А.П. Система спутниковой навигации ГЛОНАСС / А.П. Кашкаров – Сызрань : ДМК-Пресс, 2018. – 96 с.
3. Богданов М.Р. Применения GPS-ГЛОНАСС / М.Р. Богданов – Урюпинск : ИД Интеллект, 2019. – 148 с.
4. Дром. Автомобильные новости: сайт. – URL: https://news.drom.ru (дата обращения: 01.06.2021). – Текст: электронный.
5. DRIVE2.RU. Новости и тест-драйвы: сайт. – URL: https://www.drive2.ru/editorial (дата обращения: 01.11.2021). – Текст: электронный.