Отечественная система спутниковой навигации ГЛОНАСС планомерно развивается

Газета "Сибирский спутник" №25 (563) / 2022
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва»

Уходящий 2022 год – юбилейный для ГЛОНАСС. Со времени запуска первых космических аппаратов глобальной навигационной спутниковой системы прошло 40 лет. Время подтвердило правильность курса на глобальную навигацию, услуги которой к сегодняшнему дню стали неотъемлемым условием социально-экономического развития.

Дальнейшая интеграция услуг глобальной навигации в повседневную жизнь зависит от развития космического комплекса системы, за который отвечает Решетнёвская фирма. С какими вызовами сталкивается наша национальная навигационная система и в каких сферах жизни она прочно укоренилась, об этом в специальном интервью нашей газете рассказал генеральный конструктор системы ГЛОНАСС Сергей Карутин.

- Сергей Николаевич, к юбилею принято подводить итоги. Что можно было бы отметить в качестве таковых по формированию системы ГЛОНАСС и её значимости? Какие основные задачи она выполняет?

- Спутниковая навигация вошла во все аспекты нашей повседневной жизни. Мы прокладываем маршруты с использованием встроенного в смартфон навигационного приёмника. Вышки систем сотовой связи принимают сигналы навигационных космических аппаратов для синхронизации своей работы при высокоскоростной передаче данных. Беспилотная сельскохозяйственная техника повышает производительность обработки плодородных земель. Точное определение координат позволяет координировать действия спасательных служб при экстренном реагировании на аварии автомобильного транспорта. Это и многое другое доступно благодаря нашей национальной глобальной навигационной спутниковой системе – ГЛОНАСС.

ГЛОНАСС – это первая система, предоставляющая гражданским потребителям навигационные сигналы в двух частотных диапазонах, что определило развитие высокоточных технологий в строительстве, сельском хозяйстве, геодезии и картографии, а также в развивающемся секторе беспилотного транспорта.

Сегодня наша экономика проходит этап цифровой трансформации, а это требует точной синхронизации всех процессов и детальной модели пространства, в котором мы осуществляем свою деятельность. ГЛОНАСС отвечает на этот запрос передачей национальной шкалы времени UTC(SU) и геоцентрической системы координат ПЗ-90.

ГЛОНАСС обеспечивает национальную независимость в сфере навигационной деятельности. Это создаёт условия для социально-экономического развития, обороны и безопасности, а также научных исследований.

Важно отметить, что космические аппараты ГЛОНАСС являются сложными многофункциональными высокотехнологичными средствами, реализующими интеллектуальный потенциал средних орбит. Самая гуманная космическая система поиска и спасания КОСПАС-SARSAT использует платформу наших космических аппаратов для размещения своих ретрансляторов, что обеспечивает полное глобальное покрытие всей поверхности земного шара. Важный факт: на этапе лётных испытаний ретранслятор космического аппарата «Глонасс-К» № 11Л спас жизни пассажиров и экипажа вертолёта, потерпевшего крушение в горном массиве в Канаде. Мы по праву гордимся нашей навигационной системой.

- Насколько улучшилась точность навигации с развитием ГЛОНАСС? Каковы её нынешние параметры?

- Точность навигационных определений по сигналам ГЛОНАСС повышается планомерно в ответ на постоянно возрастающие требования потребителей. Первоначально система обеспечивала среднеквадратическую погрешность определения координат порядка 20 м. Создание в 2009 году модернизированного наземного комплекса управления позволило перейти на беззапросную технологию эфемеридно-временного обеспечения, и тогда погрешность навигации снизилась за счёт космического комплекса до 2,8 м. Но мы с вами оцениваем точность на своём уровне – нам важна точность определения наших координат, а на это влияет геометрия орбитальной группировки, среда распространения сигналов космических аппаратов, условия приёма сигналов в аппаратуре потребителя, а также построение навигационного приёмника. Учёт всех указанных факторов позволяет потребителям определять координаты с использованием самой простой одночастотной аппаратуры с погрешностью менее 9,5 м. Исключение влияния среды распространения в многочастотной аппаратуре снижает погрешность почти в три раза – до 3,5 м.

Дальнейшее улучшение точности обеспечивают функциональные дополнения, они позволяют определять координаты с погрешностью менее 0,03 м. Об их перспективах мы поговорим отдельно, сегодня мы отмечаем достижения основы системы – её космического комплекса.

- По каким критериям определяется качество услуг ГЛОНАСС, и каков их уровень?

- Основными количественными характеристиками навигационной услуги космического комплекса ГЛОНАСС являются точность, доступность, рабочая зона и помехоустойчивость. Действующая орбитальная группировка обеспечивает глобальную мгновенную всепогодную навигацию с погрешностями, о которых сказано ранее, при условии, что потребитель принимает сигналы с космических аппаратов, находящихся выше 5° над уровнем горизонта со всех направлений.

Вместе с тем, основной массе потребителей требуется обеспечить навигацию с погрешностью менее двух метров в условиях плотной городской застройки. Следовательно, минимальный угол приёма сигналов возрастает в пять раз – до 25° над уровнем горизонта. Для достижения данных характеристик в прошлом году ваше предприятие начало работы по проектированию высокоорбитального космического комплекса ГЛОНАСС на базе платформы космического аппарата «Глонасс-К».

Требование обеспечить помехоустойчивость навигационной услуги вошло в нашу повседневную гражданскую жизнь сравнительно недавно и связано в первую очередь с активным использованием персональных устройств постановки помех. Простейшее устройство постановки маскирующей помехи мощностью 0,1 Вт при подключении к бортовой сети электропитания любого транспортного средства подавляет навигационное поле в радиусе до трёх метров. Решать эту задачу предстоит за счёт внедрения нового поколения навигационных приёмников.

- Расскажите, пожалуйста, насколько расширилась область применения услуг ГЛОНАСС за последние 5–10 лет? И в каком из направлений отмечается наибольший всплеск роста в последнее время?

- Основными сферами практического использования услуг ГЛОНАСС традиционно являются связь и телематика. В последние годы активно растут рынки геодезического оборудования, а также систем автоматического управления сельскохозяйственной техникой. Энергетика и строительство тоже активно развиваются, но уступают по масштабам рынка всем вышеперечисленным сферам.

- Как продвигается работа по импортозамещению комплектующих навигационных спутников?

- Ответ очевиден – планово: на орбите уже три космических аппарата «Глонасс-К», созданных в рамках программы импортозамещения, начатой в 2014 году.

- Сергей Николаевич, какие преимущества даст высокоорбитальный сегмент? Каковы планы по его созданию? И на каком этапе сейчас эти работы?

- Планируется запустить шесть аппаратов «Глонасс-В» в трёх плоскостях, что позволит обеспечить требуемую доступность в городских условиях и повысить на 25 % точность навигационных определений в России и Восточном полушарии. Орбиты формируют две наземные трассы с наклонением 64,8°, эксцентриситетом 0,072, периодом обращения 23,9 часа, географической долготой восходящего угла 60° и 120°. Космические аппараты «Глонасс-В» создаются на платформе «Глонасс-К» и будут передавать только новые сигналы с кодовым разделением.

В настоящее время специалисты Решетнёвской фирмы и традиционной кооперации ведут работы по эскизному проектированию этого космического комплекса. В следующем году оно перейдёт в этап разработки рабочей документации, и дальше последует изготовление первых космических аппаратов.

- Какие перспективные направления в развитии космических аппаратов и всей системы ГЛОНАСС можно отметить?

– Ко всему, о чём мы уже сегодня поговорили, хотелось бы добавить такие тенденции – снижение стоимости и унификация. Космические аппараты «Глонасс-М» работают более двух гарантийных сроков активного существования, в связи с чем крайний аппарат этого поколения семь лет находился в наземном резерве. Очевидно, что закладываемые сегодня технические решения должны удовлетворить потребителей в 2040 году и в дальнейшем. Аппараты четвёртого поколения – «Глонасс-К2» – сложные и многофункциональные. Замена каждого из них в условиях, когда свой ресурс исчерпает лишь одна из целевых нагрузок, экономически не оправдано. Поэтому создание малого навигационного космического аппарата, который можно расположить в одной орбитальной позиции с основным аппаратом четвёртого поколения, обеспечит гибкость в использовании ресурса всей группировки с минимальными затратами.

Источник:  https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2022/newspaper-563.pdf