Современное состояние и перспективы развитияприменения

«Современное состояние и
перспективы развития
применения
ГЛОНАСС/ГНСС в
Российской Федерации»
А. О. КУПРИЯНОВ –профессор МИИГАИК, зам.
исполнительного директора Ассоциации
ГЛОНАСС-ГНСС-Форум
А. А. МАЙОРОВ - ректор МИИГАИК
1июля 2014 КАЛИНИНГРАД.
059392
Нарезка из видео по обучению работе с приборами.avi
¾ГЛОНАСС – составная
часть мировой ГНСС
¾Обеспечение
совместимости и
взаимодополняемости
всех ГНСС
¾Разработка общих
стандартов
¾Расширение
глобального
использования
ГЛОНАСС
¾ГЛОНАСС является частью государственной
инфраструктуры КВНО, используемой в
обеспечение государственной безопасности и
развития экономики
¾Создание, развитие и поддержание
инфраструктуры КВНО является обязанностью
государства
¾Отсутствие прямой платы за пользование
услугами ГЛОНАСС
¾Открытый доступ к информации о системе
необходим для разработки и изготовления НАП
¾Использование ГЛОНАСС в комбинации с
другими ГНСС, наземными
радионавигационными системами и прочими
средствами навигации повышает надежность
навигационных определений
¾Международное сотрудничество в области
совместимости и взаимодополняемости
СОЗВЕЗДИЕ
Существующие станции
Проектируемые станции
Носители
Proton-M
Baykonur
6
Soyuz-2
Plesetsk
Наземный контрольный
сегмент
Потребители
Орбитальная группировка:
24 аппарата + запасные (3
плоскости 8 спутников
Два типа
сигналов:
Орбитальные параметры:
Круговая орбита, H = 19 100 км,•i Стандартные
= 64.8°, обращение : 11h 15 min• Специальные
Глобальная навигационная
система ГЛОНАСС
Космический
комплекс ГЛОНАСС
Орбитальная
группировка
навигационных
космических аппаратов
Ракетно-космические
комплексы
Наземный комплекс
управления
Средства
фундаментального
обеспечения
системы ГЛОНАСС
Комплекс
функциональных
дополнений
системы ГЛОНАСС
Комплекс средств
определения и
прогнозирования
параметров
вращения
Click to add
Title
Земли
Широкозонная система
дифференциальной
коррекции и
Click to add
Title
мониторинга
(СДКМ)
Комплекс средств
формирования
ClickUTC
to add
(SU) Title
Комплекс средств
обеспечения
взаимодополняемости
СДКМ to
с наземными
Click
add Title
радиотехническими
средствами
Комплекс средств
уточнения
фундаментальных
Click
to add Title
астрономических
и
геодезических
параметров
Региональные и
локальные
дифференциальные
Clickсистемы
to add Title
Система
апостериорного
высокоточного
определения
эфемерид
и временных
поправок
Комплекс
аппаратуры
потребителей
навигационной
и временной
информации
гражданского
назначения
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
Высокоточные
эфемериды
Высокоточные эфемериды
и
и система
система времени
времени
ГЛОНАСС
Фигура
Фигура и
и вращением
вращением
Земли
Земли
Широкозонные
Широкозонные
Дополнения
Дополнения
СДКМ
СДКМ
СистемаUTC
СистемаUTC (SU)
(SU)
Геодезические
Геодезические референцные
референцные системы
системы и
и карты
карты
Специальное
Специальное
оборудование
оборудование
Массовое
Массовое
оборудование
оборудование
8
Региональные
Региональны
дополнения
дополнения
Всего в орбитальной группировке - 31 КА
из них:
24 КА «Глонасс-М» – по целевому назначению;
4 КА «Глонасс-М» – в орбитальном резерве;
1 КА «Глонасс-К» – лётные испытания;
2 КА на техобслуживании
1 плоскость
1
29
36
30
8
3 плоскость
2 плоскость
14Л
9
38
42
2
16
45
10
35
17
24
24
18
28
12Л
16
3
7
15
11
43
23
23
19
Глонасс-К
№11Л
32
4
6
33
5
34
14
44
15
12
22
13
21
37
20
20
22
31
21
19
25
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
1982
2009
“Глонасс”
“Глонасс-M”
¾ Гарантированный
САС - 3 года
¾ Нестабильность
БСУ - 5*10-13
¾ Сигналы: L1SF,
L2SF, L1OF
(FDMA)
¾ Всего запущено 81
КА
¾ Реальный САС 4.5 года
¾ Гарантированный
САС - 7 лет
¾ Нестабильность
БСУ - 1*10-13
¾ Сигналы:
«Глонасс» + L2OF
(FDMA)
¾ Всего запущено 28
КА планируется
запустить ~15 КА к
концу 2014 г.
2011
2013
“Глонасс-K1”
“Глонасс-K2”
¾ Гарантированный САС
- 10 лет
¾ Негерметичный корпус
¾ Ожидаемая
нестабильность БСУ –
~10…5*10-14
¾ Сигналы:
«Глонасс-M» + L3OC
(CDMA) – тест
¾ Сигналы системы
поиска и спасания
¾ Гарантированный САС 10 лет
¾ Негерметичный корпус
¾ Ожидаемая
нестабильность БСУ ~5…1*10-14
¾ Сигналы:
«Глонасс-M» + L1OC,
L3OC, L1SC, L2SC
(CDMA)
¾ Сигналы системы
поиска и спасания
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
¾Поддержание
¾Государственные гарантии поддержания
характеристик навигационного поля на заявленном
уровне
¾Программа запусков определена до 2020 года с учетом
орбитального и наземного резерва
¾Развитие
¾Развитие орбитальной группировки
¾Создание новых дополнительных навигационных
сигналов
¾Улучшение точности и доступности
¾Повышение помехозащищенности
¾Реализация новых функций
¾Расширение областей обслуживания
¾Использование
¾Обеспечение государственных нужд
¾Содействие коммерческому использованию
¾Развитие ГЛОНАСС в глобальное средство общего
пользования
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
Спутники на
геостационарной
орбите
Спутники ГНСС
Стандартная точность
Дифференциальные
поправки и
информация
целостности
Повышенная точность
Пользователи
Закладочные станции
Центры высокоточной
обработки
Сеть базовых
станций
мониторинга
16° западной
КА “Луч-5A”
2011
По данным ОАО «РКС»
95° восточной
КА “Луч-5B”
2012
167°
восточной
КА “Луч-4”
2013
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
СДКМ предоставляет следующие основные виды услуг:
¾
¾
¾
обеспечение потребителей широкозонной корректирующей информацией для навигации с повышенной
точностью в реальном масштабе времени;
обеспечение потребителей информацией о целостности навигационно-временных полей для повышения
надежности навигации в реальном масштабе времени;
уточнение абсолютных координат потребителей (в системах координат СГС-85, ПЗ-90, WGS-84, ITRF-2000и
т.д.) в режиме времени, близком к реальному.
Уровень точности при
использовании открытых
сигналов систем ГЛОНАСС\GPS
Уровень точности при
использовании открытых
сигналов систем ГЛОНАСС\GPS и
широкозонной корректирующей
информации (SBAS)
Уровень точности при
определении абсолютных
координат пользователей в
СДКМ по методу
большебазовых измерений
Длина базы до 4-х тыс. км
Российская система дифференциальных коррекций и мониторинга
радионавигационных полей – новые возможности в решении задач транспортного
комплекса России
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
SSI-01 monitoring station installation and
commissioning
(Bellingshausen, Antarctica, 2010)
Main view of the SSI-01
Off-site equipment
GLONASS/GPS antenna +
Vaisala weather station
Satellite communication
channel antenna
according to JSC "Russian space systems“
16
Пользовател
и
Text
Мировые
Мировые тенденции
тенденции развития
развития спутниковых
спутниковых навигационных
навигационных систем
систем
Глобальная
среднеорбитальная
группировка
Региональная
высокоорбитальная
группировка
Функциональные
дополнения
Ассистирующие
системы
Мировой тенденцией является синергетическое объединение всех элементов
спутниковых навигационных систем с целью предоставления высококачественных
навигационных услуг
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
По оценкам рынок в 2013 (по оценкам) составил более 46 млн.
транспортных средств
*CAGR – среднегодовой прирост
ПРОЕКТ «ЭРА-ГЛОНАСС»
Комплексная
Комплексная
безопасность
безопасность на
на
дорогах
дорогах
4000
4000 жизней
жизней ежегодно
ежегодно
Массовые
Массовые рынки
рынки
оборудования
оборудования и
и услуг
услуг
ГЛОНАСС
ГЛОНАСС
на
на транспорте
транспорте
2015
2015 год
год –– 120
120 млрд.
млрд.
руб.
руб.
Российский
Российский продукт
продукт сс
высоким
высоким экспортным
экспортным
потенциалом
потенциалом
Страны
Страны СНГ,
СНГ, Индия,
Индия,
Латинская
Америка,
Латинская Америка, Ближний
Ближний
Восток
Восток
«ЭРАГЛОНАСС
»
Модернизация
Модернизация
транспортной
транспортной
инфраструктуры
инфраструктуры
Интеграция
Интеграция систем
систем
на
на базе
базе «ЭРА«ЭРАГЛОНАСС»
ГЛОНАСС»
Мультипликатор
Мультипликатор
инновационного
инновационного
сектора
сектора
Микроэлектроники,
Микроэлектроники,
телекоммуникаций,
телекоммуникаций,
информационных
информационных ии
навигационных
навигационных технологий
технологий
Переход
Переход на
на
высокоточное
высокоточное
координатное
координатное
позиционирование
позиционирование
Инфраструктура системы «ЭРА-ГЛОНАСС»
НИЦ 1-го уровня
Состав:
1. Навигационно‐информационная
платформа
2. Система передачи данных
3. Сеть связи MVNO
Санкт-Петербург
Москва
Ростов-на-Дону
Ставрополь
НИЦ 2-го уровня
Уфа
Екатеринбург
MNVO оператор мобильной
виртуальной сети
Новосибирск
Хабаровск
Системы определения и сбора платежей
Метод петли
Определение
местоположения
Распознавание
изображения
Интермодальные перевозки
АСУ транспортных систем РФ
Ультразвуковое
определение
Морские порты
Аэропорты
Железная дорога
Система управления
движением транспортных средств
Система управления
сигналами светофоров
Информационная система
о транспортных средствах
Центр
управления
движением
Телематические устройства
и системы
Система обработки
данных о происшествиях
Информационные системы
обеспечения участников дорожного движения
Визуальные
данные
Информация о транспортных средствах
Интернет
Автомат
Средства
телефонной связи
Системы получения и обработки информации
Автомобильная
навигация
Управление
светофорами
Информация
на остановках
Принудительное
управление ТС
Обработка
данных о
столкновениях
Управление
движением транспортных
средств
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
Развитие наземной инфраструктуры системы
высокоточной навигации
Гарантированное предоставление качественных координатно-временных
и навигационных услуг потребителями на всей территории России
GALILEO
Региональная
дифференци‐
альная станция
ГЛОНАСС
GPS
Beidow
Центр дифференциальной
коррекции и мониторинга
Локальная
дифференциальная
станции
Региональная
дифференци‐
альная станция
Локальная
дифференциальная
станции
Мобильная
региональная
дифференциальная станция
Морская локальная
дифференциальная
станция
ПОТРЕБИТЕЛЬ
Три основных сегмента ГНСС
Аппаратура,
технологии
Космический
сегмент
Результаты,
отображение,
применение
С конца 80-х РФ начали внедрятся коммерческая спутниковая аппаратура и
технологии.
На первом этапе - аппаратура работающая по сигналам навигационных
(кодовых) измерений для морской навигации и наземной(бытовой
навигации), съемок. Морские и авиационные применения развивались в
соответствии с требованиями ИМО и ИКАО.
Коммерческое применение высокоточной
технологии и аппаратуры были прежде всего в
геодезии, кадастре, инвентаризации земель и
недвижимости..
Основной сектор применения был
нефтегазовый, землеустройстве,
горнодобывающей промышленности,.
Применяемые методы съемки были статика и
псевдокинематика.
.
GPS+GLONASS+GALILEO+BEIDOU,
L1/L2/L5/E1/E5a/E5b/AltBOC/B1/B2,
SBAS/Lband/QZSS, DGPS, NovAtel CORRECT RT-2
Base/Rover, NovAtel CORRECT PPP, GL1DE/RAIM,
20 Hz Measurements, 20 Hz Positions, NTRIP
На следующем этапе произошло
Развитие, совершенствование
технологий и соответствующей
коммерческой аппаратуры
- RTK-кинематика в реальном
времени,
-кинематика с движущейся базой,
-базовые станции, системы
передачи дифференциальных
поправок.
Проекты развития коммерческих
референцных сетей(региональных,
локальных) различного применения на
основе ГЛОНАСС/ГНСС
.
Перспективные направления
развития коммерческого
высокоточного применения
технологий и аппаратуры
ГЛОНАСС /GNSS:
technology
and equipment
:
пространственный
мониторинг
инженерных сооружений,, нефтегазо трубопроводов, координатное
обеспечение геофизических и других
работ на континентальном шельфе
-дорожное строительство с
- сантиметровой точностью с
использованием технологий
реального времени и референцных
станций, цифровых карт
ГЛОНАСС/ГНСС cистемы
мониторинга зданий,
сооружений, мостов, плотинвысокоточные системы контроля с
использованием локальных
референцных систем, систем
передачи данных, программного
обеспечения анализа и принятия
решений
Высокоточный мониторинг
объектов транспортной
инфраструктуры, порядок ведения и
создания единой цифровой
картографической основы
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
Высокоточное земледелие
Горное дело
РТК – основная ГНСС технология на
открытых карьерах
-Высокоточное сельское хозяйство
интенсивно развиваясь в частном секторе,
используя дифференциальные местные сети,
высокоточное управление механизмами
продвигается на коммерческий рынок.
Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-
Координатная
Координатнаяпривязка
привязкаопор
опор
линий
линийэлектропередач;
электропередач;
¾¾ Мониторинг
Мониторинг
гидроэлектростанций;
гидроэлектростанций;
¾¾ Контроль
Контрольтранспортных
транспортных
мобильных
мобильныхсредств
средств
аварийных
служб
аварийных службвв
реальном
реальномвремени;
времени;
¾¾ Трассирование
Трассированиелиний
линий
электропередач
электропередачсс
помощью
помощью
геоинформационных
геоинформационных
систем
системиитехнологий
технологий
аэросъемки;
аэросъемки;
¾¾ Синхронизация
Синхронизациясс
помощью
помощьютехнологий
технологий
спутниковой
спутниковойнавигации
навигации
Энергоресурсы
Разработка единой концепции ГНСС
Потребител
и
Разработчи
ки
Стандарт
ы
Единая политика в области разработки, принципов
использования, стандартов для аппаратуры и
функциональных характеристик сетей
Межведомственная рабочая группа
Организация межведомственной рабочей группы для координации
национальной программы в области использования единой координатной
основы на базе референцных сетей отраслевого, ведомственного,
муниципального и федерального назначения и её международной гармонизации
Навигационная аппаратура потребителей
как средство измерения
Признание НАП средством измерения с
увеличенным межповерочным интервалом
Перспективные мультисистемные НАП
BeiDou (COMPASS)
ГЛОНАСС
GPS
Galileo
Точность
1 мм.
Количество
каналов
1
дм.
1 м.
Программное
обеспечение
Основная
рабочая
группировка
ГНСС
3 м.
Совместимост
ь форматов/
интерфейсов
Стандартизац
ия и
сертификация
Точность
5 м.
Микрочипы
нового
поколения
Энергопотребле
ние
Стоимость
¾Подготовка кадров в области использования ГЛОНАССГНСС
¾Новые национальные стандарты в области создания и
использования широкозонных, региональных и локальных
референцных сетей
¾Принятие решения о национальном управляющем
операторе, координирующем стратегическую национальную
программу использования разрозненных существующих и
развивающихся спутниковых референцных сетей.
¾Указанные меры приведут к созданию и регулированию
коммерческого рынка услуг высокоточной навигации.
Позволят оптимизировать расходы на создание
ведомственных и корпоративных сетей референцных
станций за счет управляемого целевого развития
Разработаны
учебно-методические
комплексы
и
базовые
учебнометодические средства
для повышения
квалификации
специалистов
по
направлению «Применение ГЛОНАСС для
решения задач геодезии, картографии и
землеустройства».
1. "Основы спутниковой навигации" ;
2. "Использование спутниковой навигации при
задач
построения
государственных
решении
геодезических сетей";
3. "Использование спутниковой навигации при
проведении кадастровых и землеустроительных
работ";
4. "Использование спутниковой навигации на
железнодорожном и автомобильном транспорте";
5. "Организация и планирование полевых работ при
кадастровых
съемках
с
использованием
ГЛОНАСС";
6. "Использования спутниковой
проведении
мониторинга
й"
навигации при
деформаций
8.
“Структура
государственных
геодезических сетей”;
спутниковых
9. "Использование спутниковой навигации при
решении задач глобальной, региональной и
локальной
геодинамики
с
применением
референцных спутниковых систем";
10. "Метрологическое обеспечение при выполнении
геодезических работ Федерального назначения";
11.
"Обеспечение
инвентаризации
земель
и
объектов
недвижимости
с
использованием
ГЛОНАСС";
12.
"Геодезический
мониторинг
объектов
транспортной инфраструктуры, порядок ведения и
создания цифровой картографической основы";
13. "Создание цифровых навигационных карт";
14. "Использование спутниковой навигации при
топографической съемке и мониторинге линейных
сооружений (нефте- и газотрубопроводов, линий
электропередач)";
15. "Использование аппаратуры ГЛОНАСС при
проходке
линий
метрополитена,
подземных
сооружений, тоннелей";
16. "Технология позиционирования протяженных
линейных сооружений (автомобильных и железных
дорог) с использованием сигналов спутниковой
системы ГЛОНАСС”.
Спасибо за внимание!