Конкуренты GPS
Мы уже писали, что Глобальную систему позиционирования (GPS — Global positioning system) изначально разработали для Министерства обороны США (Department of Defense — DOD) с чисто военной целью.
GPS — система состоит из 28 спутников, излучающих сигналы, улавливаемые специальными устройствами, содержащими GPS-приемник. Сигнал такого типа может быль определен при любых погодных условиях, на суше, на воде и в воздухе в любой точке земного шара. Первый спутник американской системы GPS был запущен в 1978 году.
Существует два типа сигналов — для военного использования и для частных лиц. До недавнего времени американские военные не давали полный доступ к GPS частным пользователям. Существовала так называемая система «заглушки» качества точности сигнала для частных приемников. В настоящее время, военные все-таки разрешили полный допуск к сигналам для всех.
За всю историю существования системы было запущено уже пятьдесят спутников, на смену действующих, так как ресурс одного исчисляется одиннадцатью годами.
На настоящий момент система GPS может определить точные координаты при помощи получения сигналов с 3-х ближайших к объекту спутников, точное время и скорость движения объекта. Наибольшая погрешность в определение координат составляет примерно 27 метров.
Во время иракской кампании американскими военные обеспечили повышенную точность GPS -позиционирования. Фактически, была достигнута точность работы системы в пределах трёх метров, тогда как в обычном режиме допуск составляет примерно шестнадцать метров! Повышения точности удалось добиться путём постоянного контроля за спутниками, отвечающими за регион.
Когда какая-либо группа спутников оказывалась над Ближним Востоком, наземные станции на Азорских островах в Атлантике и на острове Диего-Гарсия в Тихом Океане производили загрузку информации в память спутников. Загружались так называемые «эфемериды» — точные координаты спутников и прочие данные, повышающие точность позиционирования. Усилиями Второй космической эскадрильи ВВС США, расквартированной на авиабазе Шривер в штате Колорадо, точность GPS-систем в районе Багдада достигала 2,66 м. И это действительно неплохой результат!
В ближайшее время планируется новое усовершенствование системы GPS в военных целях — применение новых антенн, невосприимчивых к сигналам вражеских «глушилок». Хотя в последней войне и не было отмечено случаев интерференции сигналов GPS-оборудования и станций радиоподавления, военные посчитали нужным заняться этим вопросом вплотную. Новые антенны, разрабатываемые в компании Aerospace, будут использовать адаптивные алгоритмы для выделения GPS-сигналов из шума помех. Другая перспективная разработка — многолучевые антенны, автоматически находящие сигнал каждого спутника в группе.
Наиболее реальным конкурентов американской системы, считается российский ГЛОНАСС или ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система — плод многолетнего труда российских конструкторов и ученых, воплотившийся в создание уникальных технологий. В создании системы ГЛОНАСС принимали участие: Министерство обороны Российской Федерации — головной заказчик системы, обеспечивающий контроль разработки и ее дальнейшее совершенствование, а также развертывание, поддержание и управление орбитальной группировкой ГЛОНАСС; Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф.Решетнева (НПО ПМ) — головной разработчик системы, спутника ГЛОНАСС, автоматизированной системы управления спутниками и ее математического обеспечения; Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения (РНИИ КП)- головной разработчик наземного комплекса управления и бортовой аппаратуры спутника ГЛОНАСС; Российский институт радионавигации и времени (РИРВ) — головной разработчик спутниковой и наземной аппаратуры системы синхронизации и времени; Производственное объединение «Полет» (ПО «Полет») — разработчик и изготовитель спутника ГЛОНАСС, а также ряд других российских научных и производственных организаций.
ГЛОНАСС — государственная система, разработанная для нужд Министерства обороны и для гражданского использования. Она предназначена для сообщения точной координатно-временной информации воздушным, морским, наземным и космическим потребителям в любой точке Земли независимом от метеоусловий.
Работа над этой системой началась еще во времена СССР, первый спутник советской системы «Космос 1413» поднялся на орбиту 12 октября 1982 года. А сама система ГЛОНАСС была официально принята в эксплуатацию 24 сентября 1993 года, с неполной комплектацией орбитальной структуры при условии развертывания штатной орбитальной структуры из 24 спутников к 1995 году.
Постановлением Правительства РФ от 7 марта 1995 г. №237 были организованы работы по полному развертыванию орбитальной структуры, обеспечению серийного производства навигационной аппаратуры и представлению ГЛОНАСС в качестве элемента международной глобальной навигационной системы для гражданских потребителей. И действительно к 1995 году, российская система заработала в полном объеме, тогда спутниковая группировка ГЛОНАСС составляла 24 спутника, однако к 2001 году на орбите осталось лишь шесть рабочих спутников. Нехватка спутников сильно сказывается на времени, необходимом для определения координат — оно увеличивается с нескольких секунд до десятков минут. Восстановить ГЛОНАСС планируется к 2010 году.
Но из-за проблем с финансированием, работы над ней продолжились только сейчас.
Благодаря заключенному с Федеральным космическим агентством (ФКА) контракту, размер орбитальной группировки ГЛОНАСС в 2006 г. вырастет с нынешних 11 спутников до 18 аппаратов. Для доведения группировки до 18 спутников понадобится 3,5 млрд руб., а для расширения до 24 аппаратов — еще столько же. Сейчас агентство выделило деньги на расширение системы до 18 спутников, а решения о дальнейшем развитии будут приняты на следующем этапе. В четвертом квартале этого годабудут запущены три навигационных спутника «Ураган». Это позволит стране иметь на орбите полноценный «контур» системы. По словам представителей Росавиакосмоса, система ГЛОНАСС позволит непрерывно определять координаты объектов с точностью до одного метра. Введение в строй полноценной системы глобальной навигации считается одной из важных составляющих эффективного обеспечения обороноспособности России и защиты ее национальных интересов. Два «Урагана» и один аппарат нового поколения «Ураган-М» с семилетним рабочим ресурсом будут отправлены на геостационарную орбиту ракетоносителем тяжелого класса «Протон». В этом же году начнутся испытания преемника «Урагана-М» — перспективного малогабаритного спутника «Ураган-К», способного проработать на орбите свыше десяти лет. Полностью группировка ГЛОНАСС будет восстановлена к 2010 году. Российские создатели спутников хотят опередить Евросоюз, который, только начинает работы по созданию похожей системы.
За государственную поддержку отечественных производителей и разработчиков информационных систем, технологий и средств вычислительной и телекоммуникационной техники высказались депутаты Государственной Думы. На состоявшихся парламентских слушаниях на тему: «О государственной политике в области развития информационных технологий», обеспокоенность депутатов вызывают слабые позиции российских производителей на внутреннем и внешнем рынках. Рекомендовано правительству РФ разработать и утвердить программу развития информатизации в РФ на период до 2010 г., а Госдуме — ускорить принятие федеральных законов «О секретных изобретениях», «О коммерческой тайне», «О персональной информации» и «Об электронной цифровой подписи».
Началась работа над «Основными положениями развития Взаимоувязанной сети связи (ВСС) РФ до 2015 года». Проект по заказу Минсвязи РФ разрабатывает ЦНИИ связи. В настоящее время действуют подобные «Основные положения … на перспективу до 2005 года», утвержденные ГКЭС еще (!) в 1965 году. Необходимость нового документа вызвана тем, что действующие «Основные положения…» не учитывают современные тенденции, в том числе Интернет и обеспечение информационной безопасности. Документ определит единую стратегию научно-технического, производственно-технологического и экономического развития федеральной электросвязи на ближайшие 15 лет. В нем будут изложены, в частности, принципы и структура построения ВСС, номенклатура и виды предоставляемых услуг, принципы тарифной политики, нормативно-правовые основы деятельности в области электросвязи на территории России, общие требования к развитию технических средств.
Но проблема с навигацией для России, заключается еще и в том, что закона, регулирующего доступ гражданских организаций к такого рода информации на территории РФ, до сих пор нет. А руководство Федерального космического агентства считает, что гражданским пользователям можно не стоит разрешать получать графическую и навигационную информацию с российских спутников двойного назначения с более высокой степенью разрешения. Между тем, в настоящее время невоенные российские государственные и частные организации имеют неофициальную возможность получать графическую, навигационную и картографическую информацию с зарубежных спутников с точностью разрешения до двух-трех метров.
Минсвязи по своей инициативе решило отменить все ограничения на использование в России потребительских устройств спутниковой навигации. С одной стороны, согласно законам, работа с изделиями бытовой электроники, не содержащими радиоизлучающих устройств, не требует разрешений. А GPS-приемник лишь принимает сигналы со спутников и сам не является передатчиком. С другой стороны, в России до сих пор засекречены географические карты с точностью свыше 30 метров, а также любые другие материалы, позволяющие определить координаты с такой точностью. А современные GPS-приемники легко определяют координаты с большей точностью.
Так что законодательство по использованию GPS-приемников достаточно противоречиво и позволяет правоохранительным органам привлечь любого пользователя этих систем к уголовной ответственности. Например, в 1997 году УФСБ Ростовской области обвинило в шпионаже американца Ричарда Лорена Блисса, якобы незаконно использовавшего GPS-приемник. Незадачливый американец пытался определить оптимальное расположение базовых станций местного оператора сотовой связи и преодолел барьер точности в 30 метров. Разоблачить шпиона ростовчанам все-таки не удалось, и его отпустили восвояси.
Но вскоре, как говорят эксперты, практически все новые модели мобильных телефонов будут снабжены GPS-приемниками, и власти вынуждены смягчить формальные требования по регистрации этих устройств спутниковой навигации.
Госкомиссия по электросвязи Минсвязи рекомендовала разрешить на территории России использовать без ограничений индивидуальные GPS-приемники.
Теперь чиновники хотят либерализовать правила пользования частной GPS-аппаратурой. Специалисты связывают планы окончательно легализовать GPS в России с обещаниями производителей сотовых телефонов включать GPS-приемники в новые модели. К этому их подталкивают власти многих стран. Так, американская комиссия по связи недавно приняла план внедрения GPS-технологии во все сотовые телефоны в соответствии со спецификацией E911. Владельцы таких трубок при звонке на номер 911 будут автоматически передавать свои координаты операторам Службы спасения. Согласно плану, к 2005 году 95% всех новых мобильных телефонов в США будет содержать GPS-приемник. Подобные сотовые телефоны уже появились на мировых рынках, GPS-приемники включают во все трубки сотовой связи третьего поколения. Российские власти, похоже, решили заранее облегчить жизнь сотовому рынку, пока определение координат еще не стало атрибутом каждого мобильника.
Одним из итогов этой работы стало создание RussGPS, российского оператора телематических служб позиционирования, представил на суд своих партнеров и журналистов новую систему для мониторинга, контроля и управления объектами на основе технологий GSM/GPRS и GPS — RussGPS Local.
Эта система позволяет отслеживать удаленные объекты, числом от пяти до нескольких тысяч. Это могут быть автомобили, люди и т.д. Главное — на каждом отслеживаемом объекте должен быть установлен мобильный терминал М110 производства бельгийской компании WMCS. Это первый поставляемый в Россию терминал, поддерживающий технологию GPRS и имеющий программное обеспечение «клиент-сервер». Терминалы М110 разработаны на базе модуля G18 компании Motorola, который содержит GSM/GPRS-модем и GPS-приемник Motorola M12, специально адаптированный для работы в условиях плотной городской застройки. Все решение RussGPS Local состоит из сервера и необходимого количества абонентских терминалов М110, которые устанавливаются на мобильные объекты.
Прежде для передачи информации в подобных системах использовалась технология SMS, но она была сопряжена со значительными финансовыми затратами в силу относительной дороговизны пересылки таких сообщений. Например, ежеминутное получение информации о местоположении объекта в течение месяца может обойтись пользователю примерно в 2500 долларов США. RussGPS впервые предложила использовать для этой цели GPRS.
После иракской кампании военные разработчики многих стран уделяют пристальное внимание совершенствованию спутниковых навигационных систем — GPS.
В какой-то степени можно сказать, что сегодня рынок спутниковой навигации поделен между американской системой GPS и российской ГЛОНАСС. Европа используют американскую систему позиционирования. Но они не могут в полном объеме использовать все возможности системы GPS. К тому же, существует риск быть отключенными от системы в любое время, как например, в 1991 году, во время войны в Персидском заливе, когда США необходимо было располагать всей полнотой ресурсов своей спутниковой группировки, доступ для Европы был на тот период закрыт.
В связи с этим, пятнадцать европейских стран пришли к выводу о необходимости проведения независимой политики в области спутниковой навигации в гражданском и военном секторах и создания собственной спутниковой навигационной системы. Такой системой является система Galileo.
Эта система имеет большое значение для экономического развития Европы, которая намечает захватить часть глобального рынка навигационных средств и услуг. Затраты на данный проект оценивается в 40 млрд.евро. Кроме того, по заявлению Р.Россо, заместителя Директората воздушной навигации Франции по техническим вопросам, создаваемая навигационная система Galileo позволит в случае войны или конфликта будет возможным отключить только отдельных пользователей, а не всю систему в целом.. Система Galileo позволит отключать абонентов в режиме, напоминающем действия, характерные для сетей с платными телефонами. Исследования по определению облика навигационной системы Galileo проводит консорциум Galileo Industries (GI).
При этом для испытаний аппаратуры этой навигационной системы будут использоваться российские спутники ГЛОНАСС. В дальнейшем не исключено постепенное объединение ресурсов европейской и российской систем. Кстати, Европейский союз выступил недавно с требованием, чтобы американские самолёты, находясь в воздушном пространстве Европы, пользовались для навигации исключительно данными Galileo.
Китай также планирует развернуть собственную систему спутниковой навигации, причём пробные спутники уже запущены без согласования с Международным союзом связи (International Telecommunications Union). Считается, что китайская система навигации будет работать в том же диапазоне, что и американская GPS и европейская Galileo.
Как сообщила в марте этого года пресс-служба Национального космического агентства Украины (НКАУ), Украина также планирует присоединиться к европейскому проекту создания глобальной спутниковой навигационной системы Galileo. Данная перспектива обсуждалась на встрече вице-премьера Украины и шефа Гендиректората Еврокомиссии по вопросам транспорта и энергетики. В частности, они договорились о начале переговоров о получении ассоциированного членства Украины в программе Galileo. Также были получены предварительные договоренности о проведении консультаций по данному вопросу в Киеве.
Проект Galileo предполагает к 2008 г. развертывание на орбите 30 спутников. Реализация программы позволит создать дополнительно 140 тыс. рабочих мест и будет первым совместным проектом Евросоюза и Европейского космического агентства.
Не смотря на трения европейским и американским политикам, похоже, удалось достичь компромисса относительно создания космической навигационной системы Galileo – европейской альтернативы американской GPS. Заинтересованные стороны собираются заключить взаимовыгодный договор в ходе предстоящего саммита Большой восьмерки, американцам и европейцам удалось-таки достичь компромисса, в результате которого система Galileo сохранит заложенную конструкторами степень точности (до одного метра), и в то же время не создаст никаких помех для работы своего главного конкурента: американской системы глобального позиционирования GPS. Уступки американцам составили в том, что первоначально в ЕС планировали использовать сигнал обеспечивающий большую точность (BOC 1.5), но в итоге по политическим соображениям было решено согласиться с предложенным США BOC 1,1.
В любом случае, это отличная новость для всех пользователей спутниковой навигаций, ведь в ближайшие годы для навигации будут доступны как 28 спутников GPS, так и 30 спутников Galileo (то есть общее количество спутников доступных для получения сигнала будет достигать 60). Удвоение количества спутников, а также новый тип сигнала позволят значительно повысить надежность приема навигационной информации даже в труднодоступных для сигнала местах – например, в городах с плотной застройкой. Полный переход на новое поколение GPS на 2012 год.
Без этого компромисса проект, работа над которым ведется с 1999 года, завис в воздухе еще три года назад. Тогда американские военные, мнение которых все еще имеет немалый вес на европейском континенте, заявили, что Galileo может создать помехи в работе GPS и навигационной системе GLONASS. При этом никто особо не скрывал, что американцы крайне не заинтересованы в появлении полноценной альтернативы принадлежащей Пентагону системе глобального позиционирования, широко использующейся не только в гражданской навигации, но и для управления войсками, а также наведения на цель высокоточного оружия, типа крылатых ракет и управляемых авиабомб.
Тем не менее, компромисс достигнут и теперь ожидается, что уже к 2008 году.
Европейское космическое агентство закончит развертывание орбитальной группировки и обеспечит своим создателям доход в пределах десяти миллиардов долларов в год. А к 2020 году эта сумма должна вырасти еще в тридцать раз и достичь трехсот миллиардов.
Что хорошего сулит GPSдля атвомобилистов, кроме определения совего местоположения и выбора маршрута следования?
Североамериканская компания Optimus Corp., известная своими разработками для NASA и береговой охраны США, представила новую GPS-систему AutoDocs — DeviceforAutomaticDocumentationofCrashScenes — «Устройство для автоматической документации аварий».
AutoDocs должен серьезно облегчить работу полиции и страховым компаниям, так как автоматически создает графическую схему произошедшей аварии.
Пользователь лишь должен будет ввести ключевые команды для случившегося в определенной точке, а GPS-система сама произведет точные вычисления. Как только все измерения будут проведены, система создаст рисунок аварии и отчет. Копии можно распечатать прямо на месте или же выслать в полицию, страховую компанию или экспертам.
Необходимость в ней вызвана ростом числа травм и смертей на дорогах. В одних только США в 2000 году, в среднем, ежедневно погибали в ДТП 12 человек и получали травмы 214.
Optimus, заявляет себя разработчиком систем «общественной безопасности» предполагает использовать GPS-трансиверы повсеместно. Этими устройствами будут снабжены и автомобили и пешеходы. Для тестирования системы предупреждения ДТП рассматривалось несколько моделей, в том числе и популярные Nissan Primera и Nissan Maxima. Однако в итоге наиболее предпочтительным вариантом посчитали автомобиль Nissan Infinity Q45.
Наручный приборчик пешехода будет транслировать скорость его движения и координаты, сигнализируя автомобилисту о возможных инцидентах. Система обеспечит, как минимум, трёхсекундное прогнозирование развития дорожной ситуации, будет работать в любую погоду и отслеживать, по меньшей мере, сорок пешеходов одновременно. Предупреждения могут выдаваться посредством визуальной информации, а также в звуковом и тактильном виде.
Непонятно пока, как водитель сможет уследить за расчетными траекториями движения сорока человек, и не окажется ли повсеместное внедрение GPS-маяков очередной попыткой государства установить слежку за передвижениями граждан. При этом, дело это будет, скорее всего, сугубо добровольное, водители и пешеходы не будут спешить обзаводиться приборчиками, и в результате деньги на разработку систему будет потрачен неэффективно. Хотя и грешно говорить об эффективности метода, способного спасти людские жизни.
Многочисленные анекдоты с участием «новых русских», разъезжающих на «шестисотых мерседесах» и размахивающих мобильными телефонами, зародились в начале постперестроечного периода истории России, когда упомянутые выше атрибуты были обязательными признаками преуспевающего делового человека. Сегодня и мобильный телефон перестал быть роскошью, и машины западных марок порядком приелись, но такой автомобиль и мобильный телефон в умах многих по-прежнему ассоциируется с понятиями «свобода передвижения» и «респектабельность».
Видимо, на этот слой населения делает свою ставку германский производитель престижных автомобилей — компания Mercedes Benz, которая решила добавить своим клиентам еще одну степень мобильности, запустив в эксплуатацию сервисно-информационный портал в интернете в сотрудничестве с крупнейшим немецким провайдером T-Online. С января 2003 года в Mercedes А-класса встраиваются наборы, состоящие из КПК, мобильного телефона, прибора спутниковой навигации GPS и системы Hands Free? чтобы руки водителя во время поездки были заняты управлением автомобилем, а не укрощением сотового телефона. Счастливым владельцам таких авто доступны службы навигации, информации о пробках и электронной почты. Приемник GPS подключается к КПК, автоматически определяя перечень требуемой информации в зависимости от того, в какой местности находится автомобиль. Пользователь системы также сможет получать информацию о ближайших магазинах, клубах, больницах, заправках… в общем обо всем, что ему нужно будет посетить.
Компания Mercedes Benz одной из первых оптимизировала свой информационный портал для использования с КПК и WAP. Портал начал функционировать в августе 2001 года, и к настоящему моменту насчитывает около 200 000 пользователей. При помощи беспроводного доступа в интернет-клиенты автогиганта могут воспользоваться сервисными и справочными службами прямо в пути.
Весь комплект оборудования с подключением стоит довольно дорого. Немалые аппетиты у этой компании, но простолюдины на «Мерседесах» не ездят, и позволить себе подобную роскошь владельцы престижных машин вполне могут. Тем более, знающие люди утверждают, что покупатели около 30% стоимости выкладывают за «престиж торговой марки», то есть за «брендовость».
С недавнего времени GPS-приемники перестают быть экзотикой, и устанавливается даже на автомобили класса С.
Систему автомобильной навигации вполне можно представить себе в виде обычного офисного компьютера. Только вот основные элементы — дисплей, клавиатура и процессор с дисководом для DVD-дисков — разбросаны по всему корпусу автомобиля. Единственная «некомпьютерная» деталь здесь — антенна, точнее приемник сигналов со спутников. В последних моделях на некоторых моделях Audi приемное устройство GPS в виде небольшого «блина» украшает багажник. В некоторых моделях, например Audi A4 и Audi A6, возможны различные способы установки системы позиционирования.
Установить такой пакет устройств можно сегодня в любом центре.
Британская компания Morpheous выпустила новый прибор, предупреждающий водителя о любом полицейском приборе, отслеживающем скорость, под названием «Геодезия» (Geodesy). Оно предупреждает водителя о приближении к полицейской камере, но и о радарах и любых полицейских приборах, отслеживающих скорость.
Впервые появившись на английском рынке, «Геодезия» сразу заработала небывалую популярность, и связано это было с тем, что ее использование не противоречило британским законам. Принцип работы прибора очень прост. В память устройства занесены координаты мест расположения 10000 стационарных полицейских камер и лазерных радаров. Приемник GPS постоянно вычисляет текущие координаты автомобиля. Если машина оказывается в заданном водителем радиусе от полицейского следящего устройства, раздается предупреждающий сигнал.
Ассоциация офицеров полиции Великобритании (Association of Chief Police Officers) не поощрила распространение как «Геодезии», так и «Геодезии плюс радар», потому что, по их представлениям, водитель должен всегда соблюдать скоростной режим без всяких напоминаний. Тем не менее, использование приборов не будет запрещено, так как, по мнению правительства, если есть эффективные способы позволяющие повысить сознательность водителей в этом не может быть ничего плохого. Ведь зачастую причина превышения скорости заключается не в недобросовестности водителя. Как отмечает Morpheous, современная автомобильная электроника — музыка, средства связи, всевозможные табло — отвлекают внимание от соблюдения правильного скоростного режима, умный приборчик вовремя «напомнит» водителям о необходимости соблюдения ПДД. Полезная вещь, что и говорить.