Технология GNSS и GPS: знайте основные различия

GNSS и GPS работают рука об руку для повышения точности и эффективности.

Сегодняшняя навигационная система стала неотъемлемой частью жизни каждого человека. Эти технологии широко используются в различных отраслях промышленности для достижения более точных показаний.

Современные навигационные технологии не только помогают идеально измерять расстояния и углы, но и позволяют использовать эти измерения исключительно в различных отраслях промышленности.

Картографическая и геодезическая отрасли одними из первых начали использовать технологию GPS, которая является более точной, быстрой и требует меньше человеческих ресурсов.

Землеройные компании часто используют наземное управление и дроны для повышения эффективности и производительности рабочих мест.

Хотя спутниковая навигация изначально использовалась для военных целей, в настоящее время варианты использования этих технологий расширились. Он включает частный и государственный секторы в различных сегментах рынка, таких как строительство, наука и другие.

Большинство из вас, возможно, знакомы с GPS. Вы можете потратить значительное время на изучение незнакомого места. Однако термин GNSS используется реже.

В этой статье я познакомлю вас с GNSS и рассмотрю различия между GPS и GNSS. В конце мы обсудим, что является более гибким, надежным и точным для вашего варианта использования.

Вот так!

Что такое ГНСС?

GNSS означает глобальную навигационную спутниковую систему, в которой разные страны используют множество спутников. Это делается для обеспечения сигналов из космоса и передачи данных о времени и местоположении на приемники GNSS, расположенные на Земле. Приемники далее используют эти данные для определения вашего точного местоположения.

Несколько спутников, вращающихся вокруг Земли, известны как созвездия; следовательно, GNSS также относится к созвездию спутников. Его можно использовать на транспорте, космических станциях, железнодорожном, общественном транспорте, автомобильном, морском, авиационном и т. Д.

Навигация, позиционирование и синхронизация необходимы в геодезии, реагировании на чрезвычайные ситуации, горнодобывающей промышленности, точном земледелии, финансах, правоохранительных органах, научных исследованиях, телекоммуникациях и многом другом. Производительность GNSS можно улучшить с помощью региональных спутниковых систем дополнений, таких как Европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS).

Примеры GNSS: NAVSTAR GPS в США, Galileo в Европе, навигационная спутниковая система BeiDou в Китае и российская Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС).

EGNOS помогает повысить надежность и точность информации GPS, предоставляя данные о целостности сигналов и исправляя ошибки измерения сигналов. Ну, фактическая производительность оценивается по четырем основным критериям:

• Точность: это разница между измеренной скоростью, временем или положением и реальной скоростью, временем или положением.
• Непрерывность: это означает, работает ли система без каких-либо перерывов.
• Целостность: способность системы обеспечивать порог достоверности данных о местоположении и сигналов тревоги является целостностью в этом контексте.
• Доступность: Процент времени, в течение которого сигнал должен соответствовать критериям точности, непрерывности и целостности, в данном контексте является «доступностью».

Для технологии GNSS требуется как минимум четыре спутника для вычисления вашего местоположения с помощью сложных вычислений трилатерации. В настоящее время три сегмента определяют спутники в космосе.

Они считаются жизненно важными частями технологии GNSS:

• Космический сегмент : Космический сегмент определяет созвездия, вращающиеся на высоте от 20 000 до 37 000 км над поверхностью Земли.
• Сегмент управления: Сегмент управления представляет собой сеть станций загрузки данных, станций мониторинга и главных станций управления, расположенных по всему миру.
• Пользовательский сегмент: Пользовательский сегмент описывает оборудование, которое принимает сигналы со спутника и выводит положение на основе орбитального положения спутников и времени.

Что такое GPS?

Глобальная система позиционирования (GPS) — это радионавигационная система, используемая в воздухе, на суше и на море для определения точного местоположения, скорости, времени и других параметров независимо от погодных условий.

GPS был впервые разработан в 1978 году в качестве прототипа Министерством обороны США. Он полностью заработал в 1993 году с целой группировкой из 24 спутников.

GPS принадлежит правительству Соединенных Штатов и эксплуатируется Космическими силами США. GPS приносит пользу не только военным, но и коммерческим или гражданским пользователям по всему миру. Хотя США создали и контролируют GPS, он доступен каждому, у кого есть GPS-приемник.

GPS — это разновидность технологии GNSS, которая предоставляет GPS-приемнику данные о времени и геолокации. Он не требует передачи данных от пользователя, но гибко работает на любом устройстве с хорошим подключением к Интернету.

В области технологий продвижение новых концепций является главным приоритетом для всех. Итак, технологические требования к существующей системе приводят к модернизации GPS. В нем реализована система оперативного управления следующего поколения и спутники GPS block IIIA.

GPS состоит из трех частей: спутников, приемников и наземных станций . Давайте рассмотрим функциональные возможности каждого из них:

• Спутники : действуют как звезды в созвездиях и посылают сигналы.
• Наземные станции : он использует радар, чтобы убедиться, что спутники находятся в том положении, в котором мы думаем, что они находятся.
• Приемник : это устройство, которое вы можете найти в своем телефоне, машине и т. д., которое неизменно ищет сигналы со спутников. Кроме того, он определяет, насколько далеко вы находитесь от места, о котором хотите узнать.

GNSS против GPS: работает

Как работает ГНСС?

GNSS различается по дизайну и возрасту, но работает одинаково. Спутник передает две волны в L-диапазоне, т.е. L1 и L2. Эти несущие волны передают данные со спутника на Землю.

Приемники GNSS состоят из двух частей — одна представляет собой антенну, а другая — блок обработки. Принцип работы обоих агрегатов прост. Антенна принимает сигналы от спутников, в то время как процессор воспринимает сигналы. Для сбора точной информации для определения местоположения требуется как минимум четыре спутника.

Спутники GNSS вращаются вокруг Земли каждые 11 часов 58 минут и 2 секунды. Каждый спутник способен передавать закодированные сигналы, содержащие стабильную отметку времени и детали орбиты. Сигналы содержат информацию, которая необходима приемнику для вычисления местоположения спутников и соответствующей корректировки для точного позиционирования.

Приемник вычисляет разницу во времени между временем приема сигнала и временем трансляции, чтобы вычислить точное расстояние. Он дает результаты в виде высоты, долготы и широты.

Как работает GPS?

GPS работает с помощью метода трилатерации, который собирает сигналы со спутников, чтобы предоставить пользователю информацию о местоположении. Спутники, вращающиеся вокруг Земли, посылают сигналы, которые должны быть прочитаны и интерпретированы считываемым устройством GPS, расположенным вблизи или на поверхности Земли.

Устройство GPS должно считывать сигналы как минимум с четырех спутников для определения точного местоположения. Каждый спутник дважды в день совершает оборот вокруг Земли и посылает уникальный сигнал, время и параметры орбиты.

Поскольку устройство GPS предоставляет информацию о расстоянии от спутника, один спутник не сможет обеспечить точное местоположение.

Подобно созвездиям GNSS, GPS также включает в себя три сегмента: космический, контрольный и пользовательский.

• Космический сегмент : Космический сегмент состоит из более чем 30 спутников на орбите, управляемых Космическими силами США. Эти спутники могут передавать радиосигналы на станции наблюдения и управления на Земле.
• Сегмент управления: Сегмент управления GPS включает в себя резервное копирование, несколько станций мониторинга, выделенные наземные антенны и главный контроль по всему миру. Это гарантирует, что спутники GPS работают хорошо и находятся на орбите в правильном положении.
• Сегмент пользователей : сегмент пользователей относится ко всем, кто использует спутники GPS для измерения местоположения, навигации и времени.

GNSS против GPS: преимущества и ограничения

Преимущества ГНСС

Теперь мы знаем термин GNSS, который охватывает три или более спутников из разных стран, чтобы предоставить вам правильную и точную информацию. Вот некоторые из преимуществ GNSS:

• Все глобальные навигационные системы доступны в любой момент. Если один не работает из-за атмосферных условий, другой точно так же поможет. Следовательно, GNSS обеспечивает большую доступность и доступ к сигналам для приемников.
• Вы получите точные временные данные, которые в дальнейшем используются для разработки высокоточной сети IoT.
• Поскольку это созвездие спутников, оно улучшает навигационное решение, увеличивая TTFF, что означает время до первого исправления.
• Это экономит деньги и время, обеспечивая точность определения местоположения на вашем устройстве.
• Вы получите бесперебойную связь в любом месте, например, в обширных лесах, пещерах, густонаселенных местах и ​​т. д.
• Приемники GNSS автоматически удаляют неисправный спутник из списка навигации, чтобы предоставить вам наилучшее решение.

Ограничения ГНСС

Ниже приведены некоторые ограничения GNSS:

• Расширенные системы необходимы каждый раз, когда вы используете системы GNSS для поддержки точных заходов на посадку.
• Вертикальная точность более 10 метров.
• Расширенные системы развертываются для удовлетворения требований доступности, точности, непрерывности и целостности.
• Это затрагивает эксплуатантов воздушных судов, пилотов, службы воздушного движения, регулирующий персонал и т. д.
• Безопасность мореплавания зависит от точности баз данных.

Преимущества GPS

• Это просто использовать
• Бюджетный
• 100% покрытие Земли
• За счет его точности можно экономить топливо
• Вы можете использовать технологию GPS, чтобы найти близлежащие отели, заправочные станции, магазины и т. д.
• Легко интегрируется в ваши устройства
• Он предоставляет вам надежную систему отслеживания

Ограничения GPS

• Чип GPS разряжает всю батарею вашего устройства.
• Он не проникает через твердые стены. Это означает, что пользователи не могут использовать технологию в помещении или под водой.
• Точность зависит от качества сигнала спутника.
• Положение меняется, когда количество спутников ограничено.
• Во время геомагнитных бурь или других атмосферных явлений вы не сможете получить доступ к локации.
• Для приема сигналов геодезическому оборудованию требуется ясный вид неба.
• Иногда неточность может указать вам другой неверный путь или место.

GNSS и GPS: приложения

Приложения ГНСС

Технология GNSS была впервые разработана в 20 веке для помощи военнослужащим. Со временем технология находит применение во многих областях:

• Во время производства автомобили оснащаются GNSS, которые отображают движущиеся карты, местоположение, направление, скорость, ближайшие рестораны и многое другое.
• В аэронавигационных системах используется отображение движущейся карты. Он также подключен к автопилоту для навигации по маршруту.
• Корабли и лодки используют GNSS для определения местоположения океанов, морей и озер. Он также используется в лодках для самостоятельного рулевого управления.
• Тяжелое оборудование, используемое в строительстве, точном земледелии, горнодобывающей промышленности и т. д., использует технологию GNSS для управления машинами.
• Велосипедисты используют GNSS в турах и гонках.
• Альпинисты, обычные пешеходы и туристы используют эту технологию, чтобы узнать свое местоположение.
• Технология GNSS также доступна для слабовидящих.
• Космические корабли используют эту технологию в качестве навигационного инструмента.

Приложения GPS

GPS имеет множество применений по всему миру. Давайте узнаем некоторые из них.

• Авиационная промышленность использует GPS для предоставления пассажирам и пилотам информации о местоположении самолета в режиме реального времени.
• Морская промышленность предоставляет точные навигационные приложения для капитанов судов.
• Фермеры используют приемники GPS на своем сельскохозяйственном оборудовании.
• Геодезия
• Военный
• Финансовые услуги
• Телекоммуникации
• Наведение тяжелой техники
• Культурно-просветительные мероприятия
• Поиск позиций
• Ближайшие места
• В поисках сокровищ
• Индивидуальные путешествия

И так далее.

ГНСС против GPS: различия

Мы все знаем о GPS как об инструменте, который помогает найти любое место, ресторан, адрес и многое другое. Вы даже можете поделиться своим настоящим или текущим местоположением с другими. Через GPS мы можем получить доступ к местоположению, но при любых помехах в сигнале вы не сможете получить доступ к местоположению или информации.

GNSS — это термин с аналогичными операциями, что и GPS, но с более гибким и надежным доступом к местоположению даже во время помех. Он включает в себя GPS, Baidu, Galileo, ГЛОНАСС и другие системы созвездий. Вот почему ее называют Международной спутниковой системой с несколькими созвездиями. Можно сказать, что GNSS использует несколько спутников GPS из разных стран для определения точного местоположения.

Давайте углубимся в основные различия между технологиями, исходя из некоторых аспектов.

GNSS обеспечивает более точные данные, так как объединяет поступающую информацию с разных спутников разных стран. С другой стороны, GPS является конкретным поставщиком данных, контролируемым и поддерживаемым правительством США.

Вывод

GPS — это тип GNSS, который был первой глобальной навигационной спутниковой системой. В общем, GPS часто используется для описания спутниковой навигационной системы. Оба одинаковы с точки зрения их операций, но различаются по стилям работы.

GNSS и GPS используются во многих областях, где требуется точная и непрерывная доступная информация о времени и местоположении, таких как транспорт, морская навигация, мобильная связь, сельское хозяйство, легкая атлетика и многие другие.

Вам также может быть интересно узнать о лучшем программном обеспечении для смены местоположения GPS для устройств iOS.