Автор: д-р Гелена Восс, головний інженер з радіочастотної техніки компанії NavShield Global (15 років досвіду в галузі захисту систем PNT та проектування приймачів для роботи з декількома супутниковими констеляціями). Технічна рецензія: команда NavShield з радіочастотної техніки.

Коли люди кажуть “GPS”, вони зазвичай мають на увазі супутникову навігацію загалом. Насправді існує кілька глобальних супутникових систем, і ця відмінність стає важливою, щойно ви вказуєте Приймач GNSS або а Антена CRPA з захистом від перешкод. У цьому порівнянні розглядаються три основні глобальні системи — GPS (США), ГЛОНАСС (Росія) та «Галілео» (ЄС) — і пояснюється, чому приймач GNSS, що підтримує кілька супутникових систем є стійким значенням за замовчуванням.

Що таке GNSS?

GNSS (Глобальна супутникова навігаційна система) — це загальний термін, що охоплює всі супутникові навігаційні групи. А Приймач GNSS яка відстежує кілька сузір’їв, одночасно фіксує більше супутників, що безпосередньо підвищує точність, надійність та стійкість до перешкод. Усі три наведені нижче системи транслюють безкоштовні відкриті цивільні сигнали поряд із закритими військовими кодами.

GPS — оригінальна версія (США)

Поле	Значення
Оператор	Космічні сили США
Цивільні діапазони	L1 C/A, L2C, L5
Статус	Дозрілий, доступний у всьому світі
Найкраще підходить для	Універсальна базова лінія

Джерело: Програма модернізації системи GPS у США. Цивільний сигнал L1 C/A є базовим сигналом, який використовується майже всіма приймачами; L5 — це сигнал, призначений для забезпечення безпеки життя людей, що застосовується в авіації.

ГЛОНАСС — російська система

Поле	Значення
Оператор	«Роскосмос»
Гурти	G1, G2 (FDMA), L3 CDMA
Обсяг	Сильний у високих північних широтах
Примітка	Сучасні супутники «ГЛОНАСС-К» забезпечують вищу точність

Джерело: ISS Решетнєва / ГЛОНАСС. У традиційній системі «ГЛОНАСС» на орбітах G1/G2 використовувалася технологія FDMA; новіші супутники «ГЛОНАСС-К» доповнені сигналом CDMA на орбіті L3, який відстежують сучасні приймачі.

«Галілео» — європейська система

Поле	Значення
Оператор	Європейський Союз / ЄКА
Гурти	E1, E5a, E5b, E6
Сила	Повідомлення про високу заявлену точність та цілісність
Найкраще підходить для	Високоточне цивільне застосування

Джерело: Технічні характеристики супутникового сигналу «Галілео» (GSA). Система E6 компанії Galileo забезпечує передачу комерційних та автентифікованих послуг, а її повідомлення «Open Service Integrity» попереджає приймачі про помилки в сигналі.

GPS, ГЛОНАСС та «Галілео»: короткий огляд

Система	Оператор	Основні діапазони	Найкраще підходить для
GPS	США	Рівень 1 / Рівень 2 / Рівень 5	Універсальна базова лінія
ГЛОНАСС	Росія	1-й клас / 2-й клас / 3-й клас	Північні широти
Galileo	ЄС	Схід / Схід / Схід	Високоточні геодезичні роботи

Незашифровані та зашифровані сигнали

Кожне сузір’я передає два канали. Відкритий цивільний сигнал доступний для будь-кого Приймач GNSS для використання; доступ до зашифрованого військового діапазону обмежений. Оскільки відкриті діапазони використовують L-діапазон і перекриваються за частотою — GPS L1, Galileo E1 та BeiDou B1C працюють у діапазоні близько 1575 МГц — одна антена може обслуговувати всі ці системи, що і робить конструкції, що підтримують кілька супутникових систем, практичними.

Точність та доступність

Точність автономного GPS-позиціонування зазвичай становить кілька метрів. Додавання двочастотних сигналів E5a/E5b системи «Галілео» та сигналів «ГЛОНАСС» розширює геометрію супутників, що дозволяє досягти високої точності при правильному проектуванні приймач GNSS, що підтримує кілька супутникових систем для досягнення точності в межах менше метра та збереження координат навіть тоді, коли одна з супутникових груп перекрита будівлями чи рельєфом місцевості. У міському каньйоні, де хмарочоси відбивають і послаблюють сигнали, саме ця додаткова кількість супутників часто стає вирішальним фактором, що визначає стабільність координат або їхнє зміщення.

Що це означає для покупців

Якщо ваша операція здійснюється поблизу джерел перешкод або в умовах сильної радіочастотної конкуренції, за замовчуванням слід використовувати приймач, який відстежує всі три супутникові системи, а не лише GPS. Додаткові супутники забезпечують можливість розрахунку навігаційної геометрії навіть у разі блокування однієї системи, а також змушують будь-який пристрій для створення перешкод охоплювати набагато ширший спектр частот. Для платформ, де визначення координат має критичне значення для безпеки, слід поєднати такий приймач з антеною з нульовим відбиттям, щоб перешкоди відкидалися на вхідному етапі, а не усувалися програмно після того, як сигнал вже заглушений.

Чому приймач GNSS, що підтримує кілька сузір’їв, стійкий до радіоперешкод

A приймач GNSS, що підтримує кілька супутникових систем розподіляє відстежувану енергію між багатьма діапазонами та супутниками. Один приймач GPS L1 може бачити 8–12 супутників; якщо додати GLONASS та Galileo, ця кількість може перевищити 30, тож навіть якщо заглушення виведе з ладу частину супутників, навігаційна геометрія залишиться розв’язною. Пристрій для заглушення також повинен охоплювати набагато ширший спектр, щоб покрити всі діапазони, — що збільшує витрати зловмисника. Математичні розрахунки щодо діапазонів, що лежать в основі такого розподілу, детально викладені в нашій посібнику з діапазонів частот GNSS, а механізм гасіння, що забезпечує захист цих діапазонів, пояснено в як працює система захисту від заглушення GNSS.

Підсумок

Жодна окрема супутникова система не є достатньою для роботи в умовах перешкод. Комбінація приймач GNSS, що підтримує кілька супутникових систем — GPS, ГЛОНАСС та «Галілео» — є базовим варіантом, а антена, що забезпечує гасіння перешкод у цих діапазонах, є вдосконаленим рішенням. Детальніше про реалізацію див. на сторінці технології NavShield .

Заява про прозорість щодо використання ШІ: Ця стаття була написана за допомогою ШІ для прискорення структурування та підвищення читабельності, а потім пройшла технічну перевірку та виправлення доктором Геленою Восс та командою інженерів NavShield з радіочастотної техніки. Усі дані про супутникові системи взяті з офіційних джерел, посилання на які наведено вище.