ТРИ В ОДНОМ: КАРТА, КОМПАС И ЧАСЫ

Елманов Олег (SpyDr@comail.ru)

Спецвыпуск Xakep, номер #034, стр. 034-026-1

Система спутниковой навигации GPS

Если еще лет десять назад невозможно было представить себе поход без карты и компаса, то сейчас достаточно одного GPS-приемника. GPS-приемник используется в качестве компаса, электронной карты, умеет запоминать маршрут, вычислять скорость движения, пройденный километраж и много других полезных вещей.

РАЗВИТИЕ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Если ты думаешь, что спутниковые навигационные системы пришли с развитием персоналок и КПК, то заблуждаешься. К созданию систем спутниковой навигации Советский Союз и США приступили в 1960-х годах, после запуска первого спутника. Первые радионавигационные системы: "Циклон" (6 спутников, введена в эксплуатацию в 1976 году), "Цикада" (4 спутника, 1979 год) и NNSS (Navy Navigation Satellite System), позже названная "Transit" (6 спутников, 1974 год). Они позволили с большой точностью определять координаты судов и решать различные военные задачи. Спутниковая навигация оказалась широко востребованной в оборонке и промышленности. Вслед за успехами первых навигационных систем в середине 1970-х годов стали разрабатываться системы нового поколения. В них были воплощены самые передовые технологии. Сходство задач и технических решений обусловили большую похожесть этих систем. В эксплуатацию они были введены в 1993 году (ГЛОНАСС) и в 1994 году (NAVSTAR, GPS).

GLOBAL POSITION SYSTEM

Самая известная и распространенная в мире спутниковая навигационная система - американская NAVSTAR (NAVigational Satellite providing Time and Range, навигационная система определения времени и дальности), позже получившая свое второе, коммерческое название - Global Position System (глобальная система позиционирования), сокращенно GPS.

Разработка и создание GPS велось министерством обороны США. Основные задачи новой навигационной системы - скорость и точность определения военными своих координат в любой точке мира. GPS предназначалась не только для военных нужд, поэтому разработчики системы создали два канала измерения - стандартной (Standart Position System - SPS) и высокой (Precise Position System - PPS) точности. Типовая погрешность определения координат в канале SPS изначально составляла около 100 м в любой точке Земной поверхности. Именно этот канал измерений и был в 1983 году разрешен для свободного (и бесплатного) использования. Вообще-то, достигаемая точность измерений в этом канале была несколько выше. Но для устранения этого "просчета" при создании системы, после первых ее испытаний, разработчиками был предусмотрен ввод специальных ошибок (названный "режимом селективного доступа" - Selective Availability, S/A) в сигналы ИСЗ для исключения возможности слишком точного определения координат. Сделано это было по политическим мотивам, но с 1 мая 2000 года этот режим был отменен, и в итоге точность измерений возросла вдвое.

Во время последней иракской кампании американцы обеспечили повышенную точность GPS-позиционирования. Повышения точности удалось добиться путем постоянного контроля над спутниками, отвечающими за ближневосточный регион. Усилиями Второй космической эскадрильи ВВС США, расквартированной на авиабазе Шривер в штате Колорадо, точность GPS-систем в районе Багдада достигала 2,66 м.