наше отечество — русский язык
 
   
 
 
 
Европа
Новые технологии


Мы пойдём своим путём

В Европе появилась собственная спутниковая навигационная система: после десяти лет задержек и сбоев стартовал проект «Галилео», призванный стать конкурентом американской системы GPS.
 


Европейское космическое агентство объявило, что приступила к работе долгожданная навигационная система Galileo: 18 её спутников находятся на околоземной орбите и работают в штатном режиме. В ближайшие три года количество спутников будет доведено до тридцати штук, дальнейшее развитие системы запланировано на ближайшие десять лет – притом, что и заработать она должна была ещё десять лет назад. Более раннему пуску мешали как споры между государствами-разработчиками и технические трудности, так и постоянно растущие расходы. Инвестиционный план с 2014 по 2020 годы – семь миллиардов евро, крупнейший финансовый донор проекта – Германия: федеральное правительство несёт 20 процентов расходов на Galileo.

Европейский аналог американской GPS и российской ГЛОНАСС должен превзойти их и стать самой точной в мире системой спутниковой навигации. Galileo полностью совместима с GPS и сможет давать пользователям наиболее точные и надёжные данные. Они будут использоваться не только в коммерческих целях, но и станут основой специального сигнала, которым Galileo обеспечит европейские полицейские, пожарные и поисково-спасательные службы.

Европейская навигационная система достигнет особой точности – гораздо выше GPS – за счёт более высоких орбит своих спутников: каждый спутник GPS находится на высоте порядка 20 тысяч километров над Землёй, спутники Galileo выведены на орбиты высотой около 23 тысяч километров. Один виток вокруг Земли они будут делать примерно за 14 часов и обращаться в трёх плоскостях, что обеспечит постоянную видимость из любой точки земного шара минимум четырёх аппаратов (как и у GPS).

Основной аргумент в пользу развития собственной европейской системы навигации при наличии GPS, ставшей на Западе стандартом: суверенитет континента. В случае глобального кризиса собственный сигнал из космоса поможет сохранить независимость Европы, позволив не полагаться на критически важные геолокационные данные, поставляемые из США, России, Китая или Японии.

В отличие от GPS и ГЛОНАСС система Galileo не контролируется национальными военными ведомствами, её собственником выступает непосредственно Европейская комиссия. Коммерческая основа существования и развития Galileo – государственно-частное партнёрство, то есть совокупность форм средне- и долгосрочного взаимодействия государства – в данном случае не одного, а Европейской комиссии как исполнительного органа Евросоюза, и бизнеса для решения общественно значимых задач на взаимовыгодных условиях. Первоначально предполагалось окупить систему за счёт введения налога на использование навигационных систем, затем европейские власти отказались от этой идеи, посчитав, что разумнее ввести плату за особую точность. Рядовым пользователям открытый сигнал Galileo Open Service будет доступен с точностью около двух метров, коммерческим – к примеру, службам доставки, транспортным или сельскохозяйственным компаниям – погрешность за соответствующую оплату сократят до нескольких десятков сантиметров.

Теоретически с 15 декабря все пользователи могут подключиться к новой навигационной системе. На практике первоначальный пакет услуг будет доступен только на смартфонах, оснащённых специальными чипами для Galileo. Сегодня на немецком рынке представлены только два аппарата, способные работать с новой системой навигации – Huawei Mate 9 китайского производства и Aquaris X5 Plus испанской фирмы BQ, также собирающийся в Китае. Автомобильные навигаторы последуют позднее, но с 2018 года каждая новая модель машины, продающаяся в Европе, должна быть совместима с Galileo.

«Геолокализация – центральный аспект наступающей цифровой революции, – отмечает вице-президент Еврокомиссии Марош Шефчович (Maroš Šefčovič). – Новые сервисы, становящиеся доступными благодаря Galileo, изменят завтрашний день: на них будут базироваться технологии автономного общественного транспорта и автомобилей, „умные“ городские службы и сетевые сервисы нового поколения».






Максим Смирнов

№ 51, 2016. Дата публикации: 23.12.2016
 
 
Почему навигация завела бы в тупик без Эйнштейна
Спутниковые системы навигации предназначены для определения местоположения – то есть географических координат – наземных, водных и воздушных объектов. Они состоят из космического оборудования и наземного сегмента (систем управления). В настоящее время только две спутниковых системы обеспечивают полное и бесперебойное покрытие земного шара – американская GPS и российская ГЛОНАСС.
Принцип работы системы спутниковой навигации удобно рассмотреть на примере GPS. Система глобального позиционирования (Global Positioning System) состоит из 24 спутников, вращающихся вокруг Земли на высоких орбитах. Каждый спутник в «созвёздии» GPS летает на высоте порядка 20 тысяч километров, его орбитальная скорость около 14 тысяч километров в час. В любой момент по крайней мере четыре спутника видимы с любой позиции на Земле.
Что бы определить географические координаты конкретной точки по спутникам, необходимо знать точное местоположение спутников в данный момент и расстояние до них. Своё местоположение каждый спутник знают сам довольно точно, и постоянно передают его на Землю. Но как определить расстояние до них?
Каждый спутник несёт на борту атомные часы, которые отсчитывают время с точностью до одной наносекунды (одна миллиардная секунды). GPS-приёмники в автомобилях, самолётах, смартфонах определяют расстояние до спутников по временной задержке сигнала, который распространяется со скоростью света. Удивительно, что при этом, достигается довольно высокая точность в 5−10 метров.
Такую высокую точность можно достичь, только если учитывать явления, предсказанный в начале XX века Альбертом Эйнштейном в Специальной и Общей теории относительности. Согласно этим теориям время относительно, то-есть часы на спутнике и на Земле идут по разному, наносекунда на Земле не равна наносекунде на спутнике. С одной стороны, из-за того, что спутники движутся быстро, часы на них замедляются, в данном случае примерно на 7 микросекунд за день. Но из-за того, что спутники испытывают меньшее гравитационное притяжение Земли, их часы ускоряются. В результате наложения этих эффектов часы на спутнике «убегают» вперёд на 38 микросекунд за день. Казалось бы, это ничтожно малое время, но так как радиосигнал со спутника прилетает с огромной скоростью, скоростью света (300 тысяч километров в секунду!), даже малейшее отклонение в отсчёте времени приводит к большим погрешностям в расчёте расстояния, которое эти радиоволны прошли.
Ошибки в определении глобального местоположения продолжали бы накапливаться, за день достигая десяти километров. Таким образом, уже через очень короткое время вся система позиционирования стала бы совершенно непригодной для навигации. На практике реализовано следующее: ход атомных часов на спутниках был замедлен перед их запуском, а микрокомпьютер, встроенный в каждый GPS-приёмник, выполняет необходимые вычисления по формулам теории относительности в момент определения местоположения пользователя.
 
 
системы gps развития американской километров новой европейская европейские навигационная galileo системой навигации доступен сигнал европе система глонасс службы обеспечит спутников
 
 

в той же рубрике:

 
 
 
       
 
   

 
         
 
         
форум
Имя
 
Сообщение