Точность навигации обеспечивается стабильностью работы космических аппаратов и синхронизацией их сигналов

Мерой движения космических аппаратов является не только расстояние, но и время. Особенно это важно для спутников системы ГЛОНАСС, которые обеспечивают навигационной информацией и сигналами точного времени наземных, морских, воздушных и космических потребителей.

ВЗАИМНАЯ ДОПОЛНЯЕМОСТЬ

Решение задачи совместимости и взаимодополняемости российской системы ГЛОНАСС и китайской Beidou началось именно с временной составляющей.

Согласование системных шкал времени осуществляется с привязкой к международной шкале UTC. Universal Time Coordinated – Всемирное координированное время – стандарт, регулирующий, как следует из названия, время и часы во всём мире. Шкалу UTC роднит с навигационными системами то, что она основана на использовании атомных часов. При этом периодически проводится корректировка времени UTC путём добавления одной (так называемой високосной) секунды. Это необходимо для компенсации разницы между Международным атомным временем и временем, определяемым вращением Земли – UT1. Как известно, один оборот нашей планеты вокруг своей оси равен суткам, но этот период может колебаться из-за разных геофизических процессов.

Всемирное координированное время используется для отсчёта часовых поясов, в работе интернета и синхронизации компьютерных часов, в планировании авиаполётов и других технологических операциях.

Почему же важно согласовывать шкалы времени разных навигационных спутниковых систем? У каждой из них, как и у человека, свои часы. И их ход может не совпадать друг с другом. И как люди, договариваясь о встрече, сверяют часы, так и для обеспечения совместного применения навигационных систем необходимо согласование шкал времени. Соответственно, используя сигналы обеих систем, потребители получат более точные данные.

При этом надо добавить, что Всемирное координированное время на практике реализуется национальными эталонами времени. Для России это UTC (SU). Система ГЛОНАСС обязательно сверяется с национальным эталоном и одновременно передаёт расхождение своей шкалы от UTC (SU) потребителям в навигационных сигналах.

НЕ ДУМАЙ О СЕКУНДАХ СВЫСОКА

Разница между временем ГЛОНАСС и других систем может измеряться единицами наносекунд. Казалось бы, наносекунда – одна миллиардная доля секунды – что может решить? Но для обеспечения навигационных определений спутниками с высоты 19 100 км эти доли имеют существенное влияние.

Между тем, точность навигационных услуг – важнейший показатель их качества. Она зависит от многих факторов, среди которых главную роль играют бортовые часы на космических аппаратах. Иначе говоря – бортовой стандарт частоты и времени.

Спутниковая навигация обеспечивается именно за счёт точного определения текущего времени и измерения времени прохождения радиосигналов от космических аппаратов на Землю. Поэтому стандарт частоты называют сердцем навигационного спутника.

СТАБИЛЬНЫЙ СТАНДАРТ

АО «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ» имени академика М. Ф. Решетнёва» как головной исполнитель по космическому комплексу системы ГЛОНАСС координирует работы по модернизации этого прибора. Работающие на орбите навигационные космические аппараты «Глонасс-М» оснащены цезиевыми стандартами частоты. В будущем на навигационных спутниках ГЛОНАСС планируется применять стандарты частоты с ещё более высокой стабильностью, действующие на атомах рубидия и водорода. Смена бортовых часов позволит повысить точность навигационных определений системы. Пока рубидиевые стандарты частоты проходят лётные испытания на спутниках нового поколения «Глонасс-К», которые в то же время несут на себе и работающие цезиевые приборы. Водородные стандарты частоты устанавливаются на космических аппаратах «Глонасс-К2». Их лётные испытания – дело ближайшего будущего.

Так постепенно с обновлением орбитальной группировки и модернизацией функциональных дополнений ГЛОНАСС наземного базирования будет обеспечиваться повышение точности системы. Точности, выраженной во времени и координатах.

Источник:  https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2022/newspaper-548.pdf