Пути развития на 2019 год: высокоорбитальный ГЛОНАСС повысит доступность

Юрий Урличич
Первый заместитель генерального директора Госкорпорации «Роскосмос»

Грядущий 2019 год принесет потребителям ГЛОНАСС много новых возможностей. Нашей основной задачей является улучшение навигационных услуг именно на потребительском уровне, основными параметрами оценки которого служат точность и доступность сигнала.

Юрий Урличич, первый заместитель генерального
директора Госкорпорации «Роскосмос»

Повышение точности навигации базируется на развитии космического комплекса, объединяющего орбитальную группировку космических аппаратов (КА) и наземный комплекс управления.

Самым важным событием в развитии космического комплекса станет запуск и начало летных испытаний КА «Глонасс-К2». Этот КА предоставляет возможность осуществлять навигационные определения не только с использованием традиционных радиосигналов с частотным разделением, которые доступны потребителям уже более 35 лет, но и с полным составом новых радиосигналов с кодовым разделением одновременно во всех частотных диапазонах ГЛОНАСС L1/L2/L3.

В настоящее время наибольший вклад в погрешность навигационных определений потребителей вносит трасса распространения радиосигналов и условия их приема в навигационном терминале.

Новые радиосигналы позволяют уменьшить на порядок аппаратурную погрешность измерения псевдодальности между КА и потребителем, а также снизить влияние переотраженных сигналов от окружающих потребителя зданий, сооружений и элементов рельефа местности радиосигналов (многолучевости) на точность измерений, что позволит эффективно использовать эти радиосигналы для высокоточных навигационных определений с погрешностью менее 0.1 м в реальном времени.

Наряду с этим мы завершаем в 2019 году разработку очередной редакции интерфейсного контрольного документа ГЛОНАСС с рекомендуемыми моделями оценки величин задержек радиосигналов в тропосфере и ионосфере. Мы прогнозируем, что потребители смогут повысить точность навигации почти в 2 раза при использовании данных моделей.

Не менее значимыми являются работы по повышению доступности навигационных услуг ГЛОНАСС. В последние годы активно растет степень использования навигационных технологий в крупных городских агломерациях, где потребители сталкиваются с ограничениями по приему радиосигналов КА, находящихся под углами места менее 25°. Для сохранения возможности потребителям осуществлять навигационные определения даже в таких условиях в 2019 году начинается проектирование высокоорбитального космического комплекса (ВКК) ГЛОНАСС.

Высокоорбитальный космический комплекс ГЛОНАСС

ВКК ГЛОНАСС будет состоять из 6 аппаратов в трех плоскостях, формирующих 2 подспутниковые трассы с наклонением орбит 64.8°, эксцентриситетом 0.072, периодом обращения 23.9 часа, географической долготой восходящего угла – 60°, 120°. Космический аппарат «Глонасс-В» нового космического комплекса будут построены на базе существующей платформы аппарата «Глонасс-К», который успешно оказывает услуги потребителям с 2012 года. Услуги потребителям будут оказываться исключительно посредством излучения новых навигационных радиосигналов с кодовым разделением во всех трех частотных диапазонах ГЛОНАСС.

Запуск первого КА «Глонасс-В» запланирован на 2023 год, а полное развертывание группировки из 6 КА к концу 2025 года. В результате точность навигации в Восточном полушарии будет повышена на 25%.

Масса «Глонасс-В» составит менее 1 т, что позволяет отправлять на орбиту по 2 КА одновременно, используя для запусков новую российскую тяжелую ракету-носитель «Ангара-А5» и инфраструктуру космодромов «Плесецк» и «Восточный».

Поскольку услуги системы ГЛОНАСС предоставляются посредством навигационных радиосигналов, то для нас чрезвычайно важно обеспечить стабильность их характеристик на всем сроке эксплуатации системы. Для решения этой задачи создается система контроля и подтверждения характеристик системы ГЛОНАСС в интересах гражданских потребителей, которая включает сеть станций мониторинга сигналов ГЛОНАСС за рубежом, а также специализированные радиотелескопы, способные проводить анализ структуры и мощности радиосигналов у поверхности Земли.

В настоящее время плановый показатель величины эквивалентной погрешности псевдодальности (ЭППД) за счет космического комплекса равен 1.4 м, по результатам мониторинга за 10 месяцев 2018 года лучшим днем, в который данная погрешность составляла в глобальном масштабе 1.13 м, является 26 февраля. При этом, данная величина имеет динамику снижения вследствие замены КА «Глонасс-М», которые работают сверх гарантийного срока активного существования. Так 3 ноября 2018 года был выведен на околоземную орбиту КА «Глонасс-М» № 57 на смену отработавшему почти 12 лет КА № 16.

Как уже упоминалось, запуск КА «Глонасс-К2» запланирован на 2019 год. В отличие от КА «Глонасс-М» и КА «Глонасс-К» его проектные требования предполагают снижение величины ЭППД до значения 0.3 м, что позволит качественно повысить уровень услуг для потребителей.

Не в последнюю очередь это будет обеспечено принятием нового пассивного водородного стандарта частоты, который сейчас проходит наземную экспериментальную отработку и в конце года будет установлен на КА. Его относительная суточная нестабильность составляет менее 5-10^-15, что гарантирует достижение требуемой величины эквивалентной погрешности псевдодальности.