CC BY
56
УДК 621.396.9
Галигузова Е.В.
Бакалавр 3 курса РТУ МИРЭА г. Москва, Россия Илларионова Ю.Е.
Бакалавр 3 курса РТУ МИРЭА г. Москва, Россия
ГЛОБАЛЬНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ (ГНСС)
Аннотация
Современные навигационные спутниковые системы получили широкое распространение как в военной отрасли, так и в повседневной жизни каждого человека. Целью работы служит изучение и сопоставление различных ГНСС. Авторы предпринимают попытку систематизации сведений о различных глобальных навигационных спутниковых системах, с целью дальнейшего изучения развития описанных технологий. Для написания статьи применялись теоретические методы исследования, а также использовались различные научные материалы, как отечественные, так и зарубежные. В результате работы был составлен обзорный материал о наиболее известных и применяемых глобальных навигационных спутниковых системах.
Ключевые слова:
Навигационные спутниковые системы, ГЛОНАСС, GPS, местоположение, космический сегмент,
спутник, спутниковая навигация, сигнал.
Спутниковые системы, изначальным предназначением которых являлась достижение стратегических результатов в военных целях, в настоящее время активно используются в жизни гражданского населения. Они стали частью практически всех приложений, где мобильность играет важную роль. Основное применение ГНСС сосредоточено на потенциале определения местоположения в Глобальной системе отсчета в любом месте и в любое время на земном шаре простым, быстрым и экономичным способом. ГНСС состоит из трех основных спутниковых технологий: GPS, ГЛОНАСС и Galileo.
Глобальная система позиционирования (GPS) является разработкой Министерства обороны Соединенных Штатов и обеспечивает специально закодированные спутниковые сигналы, которые могут быть обработаны в приемнике GPS, позволяя приемнику оценивать местоположение, скорость и время.
Существует четыре спутниковых сигнала GPS, которые используются для вычисления местоположения в трех измерениях и временного смещения в часах приемника. GPS состоит из трех основных компонентов:
1. Космический сегмент системы: состоит из спутников GPS. Эти космические аппараты (SVS) посылают радиосигналы из космоса.
2. Контрольный сегмент системы: состоит из системы станций слежения, расположенных по всему миру. Главный центр управления расположен на военно-воздушной базе Шривер (бывшая база ВВС Фалькон) в штате Колорадо, США.
3. Сегмент пользователей: состоит из GPS-приемников и сообщества пользователей. GPS-приемники преобразуют сигналы космического аппарата (SV) в оценки положения, скорости и времени.
Спутники рассредоточены в шести орбитальных плоскостях на почти круговых орбитах высотой около 20 200 км над поверхностью Земли, наклоненных на 55 градусов по отношению к экватору и с периодами обращения приблизительно 11 часов 58 минут (что составляет половину звездных суток).
Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) - радионавигационная система,
предоставляющая пользователям информацию о местоположении и времени, находится в ведении Министерства обороны Российской Федерации.
Космический сегмент ГЛОНАСС состоит из 24 спутников, равномерно распределенных по 3 орбитам, разделенным 120 градусами в экваториальной плоскости. Орбитальная высота спутника составляет около 19 130 км над поверхностью земли. Это приводит к орбитальному периоду 11:15:44, соответствующему 8/17 звездных суток.
Наблюдаемые параметры ГЛОНАСС (код и фаза) аналогичны GPS. Основное различие между GPS и ГЛОНАСС заключается в том, что ГЛОНАСС использует технологию множественного доступа с частотным разделением (FDMA) для различения сигналов разных спутников, а GPS использует множественный доступ с кодовым разделением (CDMA) для различения спутников.
Galileo — это европейская инициатива по созданию современной глобальной навигационной спутниковой системы, предоставляющей высокоточную и гарантированную службу глобального позиционирования под гражданским контролем. Galileo не слишком отличается от других компонентов ГНСС (GPS и ГЛОНАСС). Galileo предоставляет автономные услуги навигации и определения местоположения, но в то же время совместим с двумя другими глобальными спутниковыми навигационными системами: GPS и ГЛОНАСС. Пользователь может занять позицию с одним и тем же приемником с любого из спутников в любой комбинации. Однако, предоставляя двойные частоты в стандартной комплектации, Galileo обеспечивает точность позиционирования в реальном времени вплоть до метрового диапазона. Это гарантирует доступность услуги при любых, кроме самых экстремальных, обстоятельствах и в течение нескольких секунд проинформирует пользователей о сбое любого спутника. Это делает его подходящим для применений, где жизненно важна безопасность, таких как управление поездами, управление автомобилями и посадка самолетов.
Космический сегмент или элементы созвездия состоят из 30 спутников на средней околоземной орбите (MEO) (27 и 3 активных запасных спутника), равномерно и регулярно распределенных по трем плоскостям орбиты. Прогнозируемая высота немного больше, чем для GPS 23 616 км, а наклон составляет 56 градусов.
Навигационная спутниковая система BeiDou принадлежит и управляется китайским правительством, используется для военного и коммерческого использования и состоит из 35 спутников.
В отличие от американских систем GPS, российского ГЛОНАСС и европейского Galileo, которые используют спутники средней околоземной орбиты, BeiDou использовал спутники на геостационарной орбите. Это означает, что система не требует большого созвездия спутников, но она также ограничивает охват областями на Земле, где видны спутники. Площадь, которая может обслуживаться, составляет от 70 градусов восточной долготы до 140 градусов восточной долготы и от 5 градусов северной широты до 55 градусов северной широты. Частота системы составляет 2491,75 МГц.
ГЛОНАСС GPS
Рисунок 1 - Схема покрытия Земного шара спутниками ГНСС ГЛОНАСС и GPS
ISSN 24lG-7GGX
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ»
# l-l I 2G23
IRNSS — индийская региональная спутниковая система навигации, проект которой был принят к реализации правительством Индии. Разработка осуществлялась Индийской организацией космических исследований. Система, получившая с началом эксплуатации название NAVIC, обеспечивает только региональное покрытие самой Индии и частей сопредельных государств. Спутниковая группировка IRNSS состоит из семи спутников на геосинхронных орбитах на высоте около 36 ООО км. Три спутника находятся на геостационарной орбите в точках стояния 32,5 градуса, 83 градуса и 131,5 градус восточной долготы. Четыре спутника размещены на наклонной геосинхронной орбите с наклонением в 29 градусов по отношению к экваториальной плоскости, по два на позициях 55 градусов и 111,75 градусов восточной долготы. Все семь спутников имеют непрерывную радиовидимость с наземными управляющими станциями.
Каждая спутниковая система имеет определенные характеристики сигнала, но каждая система стремится быть совместимой с другими, чтобы предотвратить помехи и затухание между сигналами.
Таким образом, в работе были рассмотрены различные наиболее распространенные глобальный навигационные спутниковые системы, выявлены их основные характеристики, которые дают понять сходства и различия одной технологии от другой. Список использованной литературы:
1. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ / Российский институт космического приборостроения. - Ред. 1.О. - 2016.
2. Y. T. Jade Morton, Frank van Diggelen, James J. Spilker Jr. Position, Navigation, and Timing Technologies in the 21st Century: Integrated Satellite Navigation, Sensor Systems, and Civil Applications / The Institute of Electrical and Electronics Engineers. 2020.
3. Тимошкин А. И., Костюк Д. В. Т 41 Спутниковая связь и навигация: учебное пособие (курс лекций). -Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2О18. - 196 с.
4. Как работают навигационные системы GPS и ГЛОНАСС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=o_udfcoflng, свободный. - (дата обращения: О1.О1.2О23).
© Галигузова Е.В., Илларионова Ю.В., 2О23
УДК 004.8
Киселёв А.А.
студент 3го курса ВШТЭ СПбГУПТД г. Санкт-Петербург, РФ Научный руководитель: Слюта М.О.,
Ст. преп. каф. ИИТСУ ВШТЭ СПбГУПТД г. Санкт-Петербург, РФ
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
Аннотация
Одной из сфер применения машинного обучения является медицина. В данной научной работе представлена разработка модели с применением искусственного интеллекта для прогнозирования сердечно-сосудистых заболеваний.
