8. Применение срнс для навигации в наземных условиях

В главе 1 и в [29] сформулированы требования к основным характеристикам навигацион­ного обеспечения наземного (автомобильного) транспорта. Если при решении общих задач (обеспечение безопасности движения, организация перевозок пассажиров и грузов в процессе хозяйственной деятельности) требуемая точность (предельная ошибка) определения координат составляет 100 м, то при решении специальных задач (слежение за экологически опасными гру­зами, защита от угона и поиск угнанных средств и т.д.) точность возрастает до 5... 15 м. Поэтому, если в первом случае достаточно использовать аппаратуру ГЛОНАСС/GPS в автономном режи­ме, то во втором - необходимо привлекать дифференциальные подсистемй. Необходимо также отметить, что обеспечение требований по надежности в обоих случаях будет связано с привлече­нием дополнительной внешней информации. В этом смысле полезно исследование [46], в кото­ром показаны возможности взаимной компенсации недостатков каналов GPS и ИФРНС (Лоран- С/Чайка) при совместном использовании этих систем в условиях Санкт-Петербурга. Если систе­ма GPS иногда отказывает вблизи высотной застройки, то канал ИФРНС отказывает, например, под высоковольтными линиями и под контактными провод ами городского транспорта.

Производители к настоящему времени разработали ряд образцов приемников ГЛОНАСС/GPS. Так, 12-канальный датчик координат "Фора" разработки МКБ "Компас" предназначается для применения в автоматизированных системах диспетчерского управле­ния наземным транспортом. Он позволяет определять координаты с точностью (СКО) до 15 м, высоту - с точностью до 20 м и скорость движения - 0,1 м/с при среднем времени нара­ботки на отказ 20000 ч. (см. табл. 9.1). Предусмотрена возможность реализации дифференци­ального режима. В табл. 9.1 приведены также характеристики навигационной аппаратуры НА-010 с приемником GPS и интегрированное оборудование НК-100, содержащее каналы

ГЛОНАСС/GPS и ИФРНС ЧаЙха/Лоран-С. При использовании этой аппаратуры на автомо­бильном транспорте предусмотрена передача навигационных данных в центр контроля.

НЛП "Термотех" создана также интегрированная яавигацйонная система "ИНС- Контроль" серии ТТ5300 и ТТ5100, представляющая собой универсальное оборудование на­вигации, связи и измерений для ГЛОНАСС/GPS. Зона действия системы определяется только используемым каналом связи (выделенным, транкинговым, сотовым или спутниковым).

Функциональные возможности системы: определение координат в автономном и дифференциальном режимах работы; слежение и управление мобильными объектами, кон­троль состояния систем; передача текстовых и формализованных сообщений; отображение и обработка информации о местоположении и состоянии мобильных объектов; сбор, обработка и отображение информации о состоянии окружающей среды и др.

Система ТТ5100 использовалась для контроля местоположения колонны на автопро­беге Москва-Владивосток, проведенном АО "Москвич" в 1999 г. [47].

16-канальная автомобильная приемная аппаратура "Котлин НТ-101", созданная РИРВ на базе приемного навигационного модуля К-161, принимает сигналы систем ГЛОНАСС, GPS и WAAS, EGNOS (по выбору), а также сигналы средневолновых морских маяков. РИРВ создал также автомобильный навигационно-связной терминал HCT-101G, работающий по системам ГЛОНАСС, GPS, WAAS, EGNOS, а также по сигналам средневолновых морских маяков. Предусмотрена передача информации по каналу сотовой связи GSM-900 на диспет­черский пункт [48,49].

Создание малогабаритных и легких приемных устройств GPS предопределило возмож­ности их использования для индивидуального пешего туризма и путешествий. В этом смысле представляют интерес возможности ручного приемника GPS’12 (Personal Navigator™) фирмы Garmin [50] массой 270 г. Этот же приемник может использоваться при передвижениях на автомобиле, катере и даже при полетах ВС сверхлегкой авиации. Он в состоянии работать как в номинальном (автономном), так и в дифференциальном (при наличии специального прием­ника сигналов морских ЛДПС) режимах. Некоторые результаты практической оценки его точности приведены в главе 3.

Индикатор приемника имеет пять информационных страниц:

• состояния спутников с наглядной индикацией используемых НКА (мощность сигнала, азимут и угол возвышения);

• положения с индикацией координат и высоты места потребителя, а также времени; кроме того, показывается в движении путевой угол и скорость;

• карты, позволяющая видеть положение потребителя, пройденный путь и ближайшие ППМ, "расстояние до” и пеленг ППМ, к которому осуществляется движение; многие используемые термины и способы навигации взяты из практики навигационного обес­печения ВС;

• навигационная, позволяющая управлять движением на ППМ и включающая две под- страницы: компаса и пути;

• меню, обеспечивающая доступ к управлению ППМ, маршрутами и установками функ­ций через подменю.

Отметим, что под страница компаса индицирует точку назначения вверху страницы с пеленгом и расстоянием до ППМ. В центре страницы имеется изображение компаса, а стрел­ка показывает направление на ППМ, к которому осуществляется движение; внизу индициру­ется путевой угол, скорость и расчетное время прибытия. Естественно, этот компас является виртуальным, поскольку в таких габаритах возможно получать от СРНС лишь позиционную и скоростную информацию, а информация о направлении движения содержится в векторе скорости. Этого, однако, достаточно для создания управляющих сигналов посредством срав­нения пеленга ППМ и текущего путевого угла.

Устройство может хранить до 500 ППМ. Заметим, что в приемнике предусмотрены расчеты на 106 эллипсоидах, включая эллипсоид WGS-84. Однако среда них нет эллипсоида Красовского и эллипсоида ПЗ-90. При тачной навигации указанное обстоятельство создает трудности для программирования ППМ непосредственно с использованием отечественных карт, поскольку предварительно необходимы преобразования снятых с карты кйбрдинат Га­усса-Крюгера в геодезические координаты системы WGS-84, Простое использование снятых с карт геодезических координат СК 1942 г. вместо координат WGS-84 может привести к по­явлению ошибок в сотни метров. На практике часто координаты в системе WGS-84 получают посредством предварительных измерений в нужной точке. Последующие координаты точек маршрута (ППМ) могут получаться с помощью расчетов на основе найденных по карте даль­ностей и азимутов ППМ относительно точки с известными В, L, Н.

Необходимо отметить» что в последнее время возрос интерес к комплексному исполь­зованию наземных приемников СРНС и автономных систем счисления для непрерывного навигационного обеспечения при передвижении в условиях городской высотной застройки или В условиях горных ущелий. В качестве последних могут быть использованы, например, одомегрическая система автомобиля, измеряющая скорость движения и курс [51], или упро­щенная инерциальная система [52].