Сравнительный анализ систем GPS и GLONASS Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ной ионизации атмосферы, особенно в высоких широтах. Следовательно, связь декаметрового диапазона используется как резервная в труднодоступных районах где отсутствует связь метрового диапазона.

Рассмотренные существующие системы наблюдения и связи не совершенны, следовательно внедрение системы сопряжения «Борт ВС - Земля» позволит существенно повысить точность отображения воздушной обстановки, расширить функциональные возможности диспетчера.

Библиографические ссылки

1. Воздушный кодекс Российской Федерации, 1997 г. : кодексы, законы, нормы - Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2008.

2. Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации: кодексы, законы, нормы. М. : Воениздат, 2002.

3. Кокорин В. И. Радионавигационные системы и устройства. К. : КГТУ, 2006.

© Акзигитов А. Р., Акзигитов Р. А., Борсоев В. А., 2010

УДК 621.396.932.1

А. В. Вишнев, М. Ю. Долидудко Научный руководитель - Р. А. Акзигитов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ GPS И GLONASS

Спутниковые системы навигации широко используются для обеспечения навигации и позиционирования с высокой точностью для всех потребителей на любом месте и в любое время. Представлены основные отличия СНС Glonass и GPS, их недостатки и пути решения.

За последние несколько лет большую популярность в мире завоевали системы глобального позиционирования. Эти системы огромны как по своей стоимости реализации, так и по своим возможностям и масштабам. Глобальные навигационные системы GPS и ГЛОНАСС были не только развернуты, но и опробованы в гражданском и военном применении, функционирует целый ряд систем спутниковой связи.

Первой спутниковой навигационной системой стала спутниковая навигационная система TRANSIT. Но она имеет существенные недостатки: относительно невысокая точность определения координат; большие промежутки времени между наблюдениями.

С целью преодоления этих недостатков была создана спутниковая навигационная система нового поколения. Первоначально она получила название NAVSTAR, т. е. навигационная спутниковая система, обеспечивающая измерение времени и местоположения. Аббревиатура GPS - система глобального позиционирования появилась позднее, когда система стала использоваться не только для военных, но и для мирных целей.

В состав американской GPS системы входят три основных сегмента: космический, наземный и пользовательский. Космический сегмент состоит из 28 автономных спутников, равномерно распределенных по орбитам с высотой 20 350 км (для полнофункциональной работы системы достаточно 24 спутника). Каждый спутник излучает на 2 частотах специальный навигационный сигнал, в котором зашифровано 2 вида кода. Один из них доступен лишь немногим пользователям, среди которых военные и федеральные службы США. Кроме этих 2 сигналов, спутник излучает и третий, информирующий пользователя о дополнительных параметрах (состоянии спутника, его работоспособности и др.).

Параметры орбит спутников периодически контролируются сетью наземных станций слежения. С помощью наземных станций не реже 1-2 раз в сутки вычисляются баллистические характеристики, регистрируются отклонения спутников от расчетных траекторий движения, определяется собственное время бортовых часов спутников, осуществляется мониторинг исправности навигационной аппаратуры и др. Собираемая информация обрабатывается в суперкомпьютерах и периодически передается на спутники для корректировки орбит и обновления навигационного сообщения.

GPS-система используется во всем мире для решения как военных, так и гражданских навигационных задач. К примеру, бортовые GPS-приемники широко используются в авиации для пилотирования летательных аппаратов. Испыты-ваются прототипы системы, позволяющей производить посадку самолетов в беспилотном режиме. Однако для этого требуются дополнительные наземные станции, позволяющие уточнять координаты ВС в пространстве.

В мае 2000 г был отменен режим «селективного доступа». Это означает, что теперь каждый любительский GPS-терминал может определять координаты с точностью в несколько метров (а не несколько десятков метров, как раньше). Этот шаг был предпринят после выхода на рынок конкурирующих GPS-систем: российского аналога ГЛОНАСС и общеевропейской космической системы GALILEO.

Несмотря на все преимущества, у GPS-систем есть и недостатки, например, GPS- приемник может быть отключен в любой момент. Кроме того, внедрение GPS-технологии подразумевает наличие подробных электронных карт с масштабом до 100 м.

При вычислении координат спутниковая система допускает погрешности. Основными источниками

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

ошибок, влияющими на точность навигационных вычислений в вР8-системе, в частности, являются:

- погрешности, обусловленные режимом селективного доступа. В таком режиме формируются ошибки искусственного происхождения, вносимые в сигнал на борту вР8-спутников с целью огрубления навигационных измерений;

- погрешности, связанные с распространением радиоволн в ионосфере;

- погрешности, связанные с распространением радиоволн в тропосфере;

- эфемеридная погрешность;

- погрешность ухода шкалы времени спутника вызвана расхождением шкал времени различных спутников;

- погрешность определения расстояния до спутника.

Российская спутниковая система ГЛОНАСС представляет второе поколение отечественных спутниковых навигационных систем. Создание этой навигационной системы было предопределено потребностями новых потенциальных потребителей, нуждавшихся в высокоточной привязке своего положения во времени и пространстве. В качестве таких потребителей выступали авиация, морской флот, наземные транспортные средства, космические аппараты, а также специальные боевые комплексы.

Главным требованием при проектировании было обеспечение потребителю в любой момент времени возможности определения трех пространственных координат, вектора скорости и точного времени, что достигается путем одновременного приема сигналов от как минимум четырех Непилотируемых Космических Аппаратов (НКА).

Система ГЛОНАСС была официально принята в эксплуатацию 24 сентября 1993 г. распоряжением Президента Российской Федерации с неполной комплектацией орбитальной структуры, в дальнейшем были организованы работы по полному развертыванию орбитальной структуры (24 спутника), обеспечению серийного производства навигационной аппаратуры и представлению ГЛОНАСС в качестве элемента международной глобальной навигационной системы для гражданских потребителей.

Подсистема космических аппаратов (ПКА) системы ГЛОНАСС состоит из 24-х спутников, находящихся на круговых орбитах высотой 19 100 км, наклонением 64,8° и периодом обращения 11 ч 15 мин. в трех орбитальных плоскостях. Конфигурация ПКА позволяет обеспечить непрерывное и глобальное покрытие земной поверхности и околоземного пространства навигационным полем. Подсистема контроля и управления состоит из Центра управления системой ГЛОНАСС и сети станций измерения, управления и контроля. Наземный комплекс управления осуществляет сбор, накопление и обработку траекторной и телеметрической информации обо всех спутниках системы, формирование и выдачу на каждый спутник команд управления и навигационной информации, а также контроль качества функционирования системы в целом. Управление спут-

никами ГЛОНАСС осуществляется в автоматизированном режиме. Выведение спутников ГЛОНАСС на орбиту осуществляется носителем тяжелого класса «ПРОТОН» с разгонным блоком. Носитель одновременно выводит три спутника ГЛОНАСС.

ГЛОНАСС является государственной системой, которая разрабатывалась как система двойного использования, предназначенная для нужд Министерства обороны и гражданских потребителей.

Существующая система ГЛОНАСС имеет ряд существенных недостатков, например большие погрешности в определении координат места потребителя; сложность пересчета данных систем ГЛОНАСС и GPS из-за отсутствия официально опубликованной матрицы перехода между используемыми системами координат.

Использование Спутниковой радионавигационной системы (СРНС) в целях навигации особенно эффективно, главной задачей в данном случае является повышение достоверности навигационных определений по СРНС. Эта проблема решается двумя главными путями:

1. Обеспечение целостности СРНС, т. е. исключение использования неисправных НИСЗ. Для решения данной задачи предполагается запуск 3-4 геостационарных спутников, расположенных в плоскости экватора, с одновременной организацией специального канала для передачи информации о целостности.

2. Повышение помехоустойчивости приемоинди-каторов, в том числе в условиях воздействия преднамеренных помех. Этот путь включает: улучшение алгоритмов обработки сигналов, обеспечивающих снижение порогового отношения сигнал/шум, пространственно-временную обработку сигналов и ком-плексирование СРНС с другими системами.

В настоящее время на базе системы ГЛОНАСС предполагается создание Единой глобальной системы координатно-временного обеспечения (ЕС КВО). Кроме спутниковой системы, ЕС КВО включает:

Государственную систему Единого времени с эталонной базой страны;

Государственную систему и службу определения параметров вращения Земли;

Систему наземной и заатмосферной оптической астрометрии;

Космическую геодезическую систему и др.

Считается, что возможности существенного повышения точности навигационных определений связаны с созданием глобальной системы отсчета, путем интеграции двух спутниковых радионавигационных систем - ГЛОНАСС и GPS. Можно выделить четыре основных направления модернизации СРНС ГЛОНАСС:

1. Улучшение совместимости с другими радиотехническими системами.

2. Повышение точности навигационных определений и улучшение сервиса, предоставляемого пользователям.

3. Повышение надежности и срока службы бортовой аппаратуры спутников и улучшение целостности системы.

4. Развитие дифференциальной подсистемы.

На сегодняшний день в России разработана «Программа поддержания и развития КНС ГЛОНАСС», в которой предусматриваются мероприятия по безусловному сохранению КНС ГЛОНАСС, а также ускоренное оснащение отечественного парка пользователей, работающих одновременно по сигналам от двух систем: ГЛОНАСС и GPS.

Библиографические ссылки

1. Радиотехнические системы. М. : Высш. шк., 1990.

2. Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. М. : Эко-Трендз, 2000.

3. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС / под ред. В. Н. Харисова, А. И. Перова, В. А. Болдина. М. : ИПРЖР, 1998.

4. Липкин И. А. Спутниковые навигационные системы. М. : Вуз. книга, 2001.

© Вишнев А. В., Долидудко М. Ю., Акзигитов Р. А., 2010

УДК 378.02:312.8

А. В. Вишнев, М. С. Орленко Научный руководитель - Р. А. Акзигитов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МНОГОУРОВНЕВАЯ СИСТЕМА ОБРАЗОВАНИЯ ИЛИ КТО ТАКИЕ «БАКАЛАВР»,

«СПЕЦИАЛИСТ», «МАГИСТР»

Рассмотрены основные направления обучения в многоуровневой системе образования. Приведены отличия подготовки. Расшифрованы основные понятия.

В Российской Федерации установлены следующие ступени высшего профессионального образования:

- высшее профессиональное образование, подтверждаемое присвоением квалификации (степени) «бакалавр» (срок обучения не менее чем 4 года);

- высшее профессиональное образование, подтверждаемое присвоением квалификации «дипломированный специалист» (срок обучения не менее чем 5 лет);

- высшее профессиональное образование, подтверждаемое присвоением квалификации (степени) «магистр» (срок обучения не менее чем 6 лет).

Основная профессиональная образовательная программа, обеспечивающая подготовку магистра, состоит из программы обучения бакалавра по соответствующему направлению подготовки и не менее двухлетней специализированной подготовки (магистратура).

Лица, освоившие программу подготовки бакалавра, поступают в магистратуру по конкурсу. Лица, получившие документ государственного образца о высшем профессиональном образовании определенной ступени, имеют право в соответствии с полученным направлением подготовки (специальностью) продолжить обучение по образовательной программе высшего профессионального образования следующей ступени. Получение впервые образования по образовательным программам высшего профессионального образования различных ступеней не рассматривается как получение второго высшего профессионального образования.

Введением в 1992 г. многоуровневой системы высшего профессионального образования решали задачу вхождения в систему образования, принятую во многих странах мира. Раньше выпускались толь-

ко дипломированные специалисты со сроком обучения 5-6 лет. А теперь схема многоступенчатая: первые 2 года - неполное высшее образование, через 4 года обучения по определенному «направлению» -квалификация (степень) «бакалавр», еще 2 года специализированной подготовки - квалификация (степень) «магистр». При этом параллельно бакалаврам и магистрам учится «специалист» в течение 5-6 лет.

Итак, в чем различие «бакалавров», «специалистов» и «магистров»?

У специалистов: пять лет - и диплом специалиста-практика («инженер», «агроном», «экономист», «механик» и т. п.), затем работа по профилю полученной специальности. У бакалавров: четыре года -и диплом об общем высшем образовании, после чего можно продолжить обучение на магистра в течение еще двух лет. Набор в магистратуру - конкурсный и составляет примерно 20 % от выпущенных бакалавров. Магистратура существует не во всех российских вузах, и поступать в нее можно только с дипломом бакалавра. Первые два года обучения у специалистов и бакалавров - одинаковые (базовое образование). Если вы передумаете продолжать учиться в данном вузе, получите диплом о неполном высшем профессиональном образовании. С 3-го курса программы подготовки специалистов и бакалавров уже различаются. Поэтому переход с бакалавра на специалиста связан с ликвидацией разницы в прослушанных и сданных дисциплинах, накопившейся за четыре года обучения. Кстати, появилось новое понятие: «направление подготовки дипломированного специалиста».

Разница между специалистом и магистром: магистров готовят для научной работы, а специалистов -для профессиональной деятельности в отдельной отрасли. Имея диплом бакалавра из одного вуза,