GPS - Ситема спутниковой навигации:

1. Спутниковая система навигации.
2. Основной принцип использования системы.
3. Существующие и перспективные системы спутниковой навигации.
4. СРНС NAVSTAR.
5. СРНС ГЛОНАСС.
6. Системные характеристики СРНС ГЛОНАСС и GPS.
7. Точностные характеристики СРНС ГЛОНАСС и GPS.
8. Структура спутниковых радионавигационных систем (СРНС).
9. GPS-приёмник.
10. Основные производители приёмников для массового применения.
11. Основные производители профессиональных приёмников.

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 (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Основной принцип использования системы — определение местоположения путём измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами — спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма антенной GPS-приёмника. То есть, для определения трёхмерных координат GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS системы. Таким образом, для определения координат и высоты приёмника, используются сигналы как минимум с четырёх спутников. Применение - карты для gps

NAVSTAR GPS (NAVigation Satellites providing Time >And Range; Global Positioning System (читается Джи Пи Эс) — обеспечивающие измерение времени и расстояния навигационные спутники; глобальная система позиционирования) — спутниковая система навигации, часто именуемая GPS. Позволяет в любом месте Земли (включая приполярные области), почти при любой погоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скорость объектов. Система разработана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США.
ГЛОНАС(ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) — российская спутниковая система навигации. Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в 3-х орбитальных плоскостях с наклонением 64,8° и высотой 19100 км.
Галилео (Galileo) — европейский проект спутниковой системы навигации. Европейская система предназначена для решения навигационных задач для любых подвижных объектов с точностью менее одного метра. Ныне существующие GPS-приёмники не смогут принимать и обрабатывать сигналы со спутников Галилео, хотя достигнута договорённость о совместимости и взаимодополнению с системой NAVSTAR GPS третьего поколения. Так как финансирование проекта будет осуществляться в том числе за счёт продажи лицензий производителям приёмников, следует так же ожидать, что цена на последние будет несколько выше сегодняшних.
Бэйдоу (beidou, буквально — Северный Ковш, китайское название созвездия Большой Медведицы) — спутниковая система навигации, созданная Китаем. На 2000 г. включала в себя 2 спутника, расположенных на геостационарной орбите, и обеспечивала определение географических координат в Китае и на соседних территориях.

Индийская региональная навигационная спутниковая система (Indian Regional Navigation Satellite System), сокращённо IRNSS, окончательно принятая к реализации правительством Индии. Бюджет проекта составил более 300 миллионов долларов. IRNSS будет обеспечивать только региональное покрытие самой Индии и частей сопредельных государств.

• Общее количество спутников системы IRNSS: 7.
• Проектная дата завершения работ: 2011 год.

Орбитальная группировка в СРНС GPS состоит из 24 НИСЗ, расположенных на 6ти круговых синхронных орбитах (по 4 НИСЗ на каждой) с наклонением 55° , периодом обращения 12 часов и высотой около 20 000 км над поверхностью Земли. Долготы восходящих узлов орбитальных плоскостей смещены друг относительно друга на 60°.
Спутники GPS передают два типа различных сигналов: сигнал точного кода, или P код (с ноября 1994 года заменен на более криптостойкий Y код), и сигнал грубого кода, или C/A код. P код предназначен для использования санкционированными военными пользователями и обеспечивает так называемое точное позиционное обслуживание. В целях ограничения доступа к Yкоду несанкционированным потребителям США могут внести в Y код элемент шифрования, получивший название antispoofing. Код C/A предназначен для использования невоенными потребителями и обеспечивает так называемое стандартное обслуживание по определению местоположения (SPS). По сравнению с Y кодом C/A код характеризуется меньшей точностью и устойчивостью к воздействию активных преднамеренных радиопомех. Кроме того, захватить этот сигнал легче, и поэтому военные приемники вначале отслеживают C/A код, а затем переходят на Y код. Военные органы США могут понизить точность C/A кода, использовав для этого так называемый метод селективного доступа (Selective Availability SA). Таким образом, SA позволяет контролировать уровень точности, предоставляемый всем пользователям стандартным обслуживанием по определению местоположения.

Орбитальная группировка СРНС ГЛОНАСС, как и GPS, состоит из 24 НИСЗ. В ГЛОНАСС спутники расположены на трех круговых орбитах с наклонением 64,8о (по 8 на каждой). Долготы восходящих узлов трех орбитальных плоскостей номинально различаются на 120о. Период обращения каждого НИСЗ равен 11 часам 15 мин. 44 сек., высота орбиты 19100 км над поверхностью Земли. Несинхронные орбиты НИСЗ в ГЛОНАСС более стабильны по сравнению с синхронными орбитами в GPS. Это объясняется следующим образом. Синхронная орбита имеет двухвитковый след на поверхности земли и возмущения орбит отдельных НИСЗ, обусловленные нецентральностью поля тяготения Земли, будут заметно отличаться. Несинхронная орбита имеет многовитковый след на поверхности Земли и возмущения орбит для всех НИСЗ орбитальной группировки будут практически одинаковы.
В ГЛОНАСС каждый НИСЗ излучает сигналы в двух диапазонах 1600 МГц и 1200 МГц. Кроме того, в ГЛОНАСС используется частотное разделение сигналов НИСЗ.

Структура, способы функционирования и требуемые характеристики подсистем СРНС во многом зависят от заданного качества навигационного обеспечения и выбранной концепции навигационных измерений. Для достижения таких важнейших качеств, как непрерывность и высокая точность навигационных определений, в глобальной рабочей зоне в составе современной СРНС типа ГЛОНАСС и GPS функционируют три основные подсистемы (рис. 1):

Подсистемы:

• космических аппаратов (ПКА), состоящая из навигационных ИСЗ (сеть навигационных спутников (НС) или космический сегмент);
• контроля и управления (ПКУ) (наземный - командно-измерительный комплекс (КИК) или сегмент управления);
• аппаратура потребителей (АП) СРНС (приемоиндикаторы (ПИ) или сегмент потребителей). Разнообразие видов приемоиндикаторов СРНС обеспечивает потребности наземных, морских, авиационных и космических (в пределах ближнего космоса) потребителей.

GPS-приёмник — радиоприёмное устройство для определения географических координат текущего местоположения антенны приёмника, на основе данных о временных задержках прихода радиосигналов, излучаемых спутниками группы NAVSTAR.
Максимальная точность измерения составляет 3-5 метров, а при наличии корректирующего сигнала от наземной станции — до 1 мм (обычно 5-10мм) на 1 км расстояния между станциями (дифференциальный метод). Точность коммерческих GPS-навигаторов составляет от 150 метров (у старых моделей при плохой видимости спутников) до 3 метров (у новых моделей на открытом месте). Кроме того, при использовании систем SBAS и местных систем передачи поправок точность может быть повышена до 1-2 метров по горизонтали.

• Garmin
• GlobalSat
• iBlue
• JJ-connect
• Holux
• Magellan
• Mitac
• Navigon
• Qstarz
• ThinkWare
• Tom-Tom
• TSI
• xDevice

• Magellan (ранее Ashtech)
• Trimble
• Topcon
• Leica
• Javad
• NovAtel
• Septentrio
• МКБ "Компас"
• ОАО «РИРВ»