ГНСС и PNT – в чём разница и что общего

ГНСС и PNT – это аббревиатуры, которые часто используются взаимозаменяемо, когда речь заходит о спутниковом позиционировании и навигации. Но это не одно и то же, и поскольку технологии, основанные на местоположении, всё шире проникают в нашу жизнь, стоит понять различия между ними.

Начнём с ГНСС. Как аббревиатура, это означает «Глобальная навигационная спутниковая система». В настоящее время действуют четыре ГНСС: российская ГЛОНАСС, китайская BeiDou, GPS (США) и европейская Galileo.

Правда, всё ещё можно слышать, что «GPS» используется в качестве сокращения для обозначения любой глобальной системы навигационных спутников, но сейчас растёт признание того, что именно ГНСС является правильным термином для описания этого типа услуг.

Несмотря на различия между ними, четыре установленные системы ГНСС имеют несколько общих черт.

Начнём с того, что все они предоставляют одну и ту же фундаментальную услугу. Сигналы, передаваемые их спутниками, содержат данные, которые позволяют приёмнику вычислять своё местоположение, перемещаться от одной путевой точки к другой и отмечать события во времени с высокой степенью точности (обычно плюс-минус 10 наносекунд).

Все четыре системы ГНСС предлагают сигналы в свободном доступе для гражданского (потребительского и коммерческого) использования, а также зашифрованные сигналы высокой точности для авторизованных правительством пользователей и конфиденциальных приложений. Гражданские сигналы используются приёмниками, встроенными в огромный спектр устройств — от смартфонов и фитнес-трекеров до автомобилей, поездов, кораблей, самолётов и беспилотных летательных аппаратов, в то время как зашифрованные сигналы используются для координации деятельности национальных государств и защиты критически важных функций.

Статическая инфраструктура – электрические подстанции и вышки сотовой связи – также использует сигналы ГНСС для получения точных временных данных, которые они предоставляют, что важно для синхронизации операций между энергетическими сетями и сетями беспроводной связи.

Каждая ГНСС имеет группировку из более чем 24 действующих спутников на средней околоземной орбите (MEO), а также запасных, развёрнутых на средней околоземной орбите (MEO), и все они обеспечивают глобальное покрытие, позволяющее рассчитать местоположение с помощью процесса трилатерации или тирангуляции. В случае китайского BeiDou-3 эти спутники MEO также поддерживаются спутниками на геостационарной (GEO) и наклонной геосинхронной орбитах (IGSO).

Что такое PNT? Чем это отличается от ГНСС?

PNT расшифровывается как «позиционирование, навигация и хронометраж» и является термином, используемым для описания любой технологии, сервиса или системы, которые предназначены для обеспечения возможностей позиционирования, навигации и хронометража во всём спектре соответствующих приложений.

Таким образом, ГНСС является одним из примеров — действительно классическим примером — службы PNT. Однако ГНСС – не единственная служба, поддерживающая позиционирование, навигацию и точное время. Сегодня во многих системах PNT приёмник ГНСС является лишь одним из множества датчиков и сервисов, которые в совокупности обеспечивают точное, безошибочное и устойчивое позиционирование, требуемое таким оборудованием, как автономные транспортные средства.

Датчики и сервисы PNT, которые могут дополнять ГНСС, включают:

• Спутниковые системы усиления (SBAS) и наземные системы усиления (GBAS). Существует широкий спектр сервисов, которые используют дополнительные сигналы, данные и алгоритмы для повышения точности определения местоположения на основе ГНСС. Они варьируются от региональных спутниковых навигационных систем, таких как индийская NavIC и европейская EGNOS, до наземных систем, таких как кинематика реального времени (RTK) и точное точечное позиционирование (PPP).
• Инерциальные измерительные устройства (IMU). Также известны как датчики точного отсчёта; к ним относятся гироскопы, акселерометры и высотомеры. Они предоставляют услугу относительного позиционирования, позволяя системе PNT продолжать вычислять местоположение при потере соединения с глобальной системой позиционирования (такой как ГНСС). Однако дрейф в этих системах означает, что они требуют калибровки с помощью точной глобальной системы позиционирования через регулярные промежутки времени.
• Генераторы. Кварцевые генераторы – это встроенные компоненты синхронизации, которые могут поддерживать точное время в течение определённого периода, но которые начинают дрейфовать, если их регулярно не синхронизировать с источником точного времени, таким как ГНСС.
• Камеры. Camera vision используется в автономных транспортных средствах для обнаружения препятствий, при этом система PNT сопоставляет данные с данными, поступающими от других датчиков, для вычисления своего положения относительно транспортного средства.
• Обнаружение света и определение дальности (ЛиДАР): Аналогично видению с камеры, датчики ЛиДАР могут обнаруживать объекты в непосредственной близости от транспортного средства — данные, которые могут быть использованы для расчета того, как далеко транспортное средство находится от объекта и где объект находится по отношению к транспортному средству.
• Wi-Fi и сотовая связь. Радиосигналы от известных точек доступа Wi-Fi и вышек сотовой связи (4G и 5G) могут использоваться для определения местоположения с разумной степенью точности. Определение местоположения по Wi-Fi особенно полезно в помещениях, куда часто не проникают слабые сигналы от ГНСС.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал