ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система 

(ГЛОНАСС) 

 

I.Спутниковая навигация: понятие, система, действие.

 

Сколько существует человечество, столько и решается вопрос о том, как определить свое местоположение на суше и на море, в лесу или в городе. На сегодняшний день отпала необходимость ориентироваться, как древние путешественники и мореплаватели по звездам или компасу. Эпоха открытия радиоволн существенно упростило задачу навигации и открыло новые перспективы перед человечеством во многих сферах жизни и деятельности, а с открытием возможности покорения космического пространства совершился огромный прорыв в области определения координат местоположения объекта на Земле.

 Искусственные спутники Земли стали опорными станциями для радионавигации и на сегодняшний день системы спутниковой навигации стали доступны не только военным или морякам, но и простым людям, частным лицам и компаниям, для которых навигация необходима.

Понятие: Спутниковая система навигации — комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

Система: Основные элементы спутниковой системы навигации:

Орбитальная группировка, состоящая из нескольких (от 2 до 30) спутников, излучающих специальные радиосигналы;

Наземная система управления и контроля, включающая блоки измерения текущего положения спутников и передачи на них полученной информации для корректировки информации об орбитах;

Приёмное клиентское оборудование («спутниковых навигаторов»), используемое для определения координат;

Опционально: информационная радиосистема для передачи пользователям поправок, позволяющих значительно повысить точность определения координат.

Действие: Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на определённости скорости распространения радиоволн. Для осуществления возможности измерения времени распространения радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени в составе своего сигнала используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Для получения информации о скорости большинство навигационных приёмников используют эффект Доплера. Дополнительно накапливая и обрабатывая эти данные за определённый промежуток времени, становится возможным вычислить такие параметры движения, как скорость (текущую, максимальную, среднюю), пройденный путь и т. д.

В реальности работа системы происходит значительно сложнее. Ниже перечислены некоторые проблемы, требующие специальных технических приёмов по их решению:

Отсутствие атомных часов в большинстве навигационных приёмников. Этот недостаток обычно устраняется требованием получения информации не менее чем с трёх (2-мерная навигация при известной высоте) или четырёх (3-мерная навигация) спутников; (При наличии сигнала хотя бы с одного спутника можно определить текущее время с хорошей точностью).

Неоднородность гравитационного поля Земли, влияющая на орбиты спутников;

Неоднородность атмосферы, из-за которой скорость и направление распространения радиоволн может меняться в определённых пределах;

Отражения сигналов от наземных объектов, что особенно заметно в городе;

Невозможность разместить на спутниках передатчики большой мощности, из-за чего приём их сигналов возможен только в прямой видимости на открытом воздухе.

 

II.Существующие системы спутниковой навигации.

В настоящее время работают или готовятся к развёртыванию следующие системы спутниковой навигации:

NAVSTAR - Global Positioning System (глобальная система позиционирования). Принадлежит министерству обороны США, что считается другими государствами её главным недостатком. Более известна под названием GPS. Единственная полностью работающая спутниковая навигационная система.

ГЛОНАСС: ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система — российская спутниковая система навигации, предназначена для определения с помощью портативных носимых спутниковых приборов-навигаторов местоположения и скорости движения морских, воздушных и сухопутных объектов, в том числе и людей с точностью до метра. Принадлежит министерству обороны России. Является попыткой восстановить функционировавшую с 1982 года советскую систему навигации. Находится на этапе повторного развёртывания спутниковой группировки (оптимальное состояние орбитальной группировки спутников, запущенных в СССР, было в 1993—1995 гг.). Современная система, по заявлениям разработчиков наземного оборудования, будет обладать некоторыми техническими преимуществами по сравнению с NAVSTAR. Однако в настоящее время эти утверждения проверить невозможно ввиду недостаточности спутниковой группировки и отсутствия доступного клиентского оборудования.

БЭЙДОУ: Развёртываемая в настоящее время Китаем подсистема GNSS (Global navigation satellite system- Глобальная Навигационная Спутниковая Система), предназначенная для использования только в этой стране. Особенность — небольшое количество спутников, находящихся на геостационарной орбите.

Бэйдоу (кит. 北斗 běidǒu, буквально — Северный Ковш, китайское название созвездия Большой Медведицы) — спутниковая система навигации, созданная Китаем. На 2000 г. включала в себя 2 спутника, расположенных на геостационарной орбите, и обеспечивала определение географических координат в Китае и на соседних территориях.

Бэйдоу ("северный ковш") - в китайской мифологии - дух или группа духов Большой Медведицы, а также название самого созвездия.

Архитектура Бэйдоу предусматривает наличие 5 спутников на геостационарной орбите и 30 спутников на орбите средней дальности. Первый спутник системы, рассчитанный на орбиту средней дальности, был запущен в прошлом году, на сегодня он находится в рабочем состоянии, однако до сих пор не вышел на заданное положение. Кроме того, КНР имеет в распоряжении 3 работающих геостационарных спутника.

Отметим, что ввод в строй Бэйдоу вызывает мало оптимизма у трех других владельцев систем навигации, в том числе и России, так как с одной стороны это некоторый удар по национальному престижу страны, а с другой - работающая глобальная спутниковая группировка, покрывающая весь земной шар, представляет собой угрозу национальной безопасности той или иной страны. Именно последний момент сейчас беспокоит больше других давнего политического и экономического оппонента Китая - Японию, которая открыто выразила свою озабоченность в связи с развертыванием Бэйдоу, а позже заявила о планах по развертыванию собственной локальной группировки Квази-Зенит, спутники которой будут расположены на высокоэллиптической орбите над азиатско-тихоокеанским регионом.

GALILEO: (Galileo) — европейский проект спутниковой системы навигации, находящийся на этапе создания спутниковой группировки. Европейская система предназначена для решения навигационных задач для любых подвижных объектов с точностью менее одного метра. Ныне существующие GPS-приёмники не смогут принимать и обрабатывать сигналы со спутников Галилео, хотя достигнута договорённость о совместимости и взаимодополнению с системой NAVSTAR GPS третьего поколения. Так как финансирование проекта будет осуществляться в том числе за счёт продажи лицензий производителям приёмников, следует так же ожидать, что цена на последние будет несколько выше сегодняшних.

Ожидается, что Галилео войдёт в строй в 2013, когда на орбиту будут выведены все 30 запланированных спутников (27 операционных и 3 резервных). Космический сегмент будет дополнен наземной инфраструктурой, включающей в себя два центра управления и глобальную сеть передающих и принимающих станций. Но главное – она сразу строится как превосходящая по точности сигнала и американскую GPS, и наш ГЛОНАСС, поскольку будет давать погрешность 0,3 м против 2 м у американцев и 10 м у России. Российская ГЛОНАСС, таким образом, приобретает еще одного серьезного конкурента.

В отличие от американской GPS и российской ГЛОНАСС, система Галилео не контролируется ни государственными, ни военными учреждениями. Разработку осуществляет ЕКА. Общие затраты на создание системы оцениваются в 3,8 млрд. евро.

Первый спутник системы Галилео был доставлен на космодром Байконур 30 ноября 2005 года. 28 декабря 2005 года в 8:19 с помощью ракеты-носителя «Союз-ФГ» космический аппарат GIOVE-A (Galileo In-Orbit Validation Element) был выведен на расчётную орбиту высотой более 23000 км с наклонением 56° Масса аппарата 700 кг, габаритные размеры: длина - 1,2 м, диаметр - 1,1 м. Срок активного существования составляет 12 лет.

«ЕКА» Европейское космическое агентство (European Space Agency) — международная организация, созданная в 1975 году с целью объединения усилий по освоению космоса на благо европейцев Галилео

 

III.ГЛОНАСС: История и перспективы развития.

 

История развития спутниковых навигационных систем насчитывает уже более 40 лет.

Началом развития отечественной спутниковой радионавигационной системы (СРНС), как чаще всего считают, запуск 4 октября 1957 г. в Советском Союзе первого в истории человечества Искуственного Спутника Земли (ИСЗ).

Впервые высказывания о необходимости создания такой системы, удовлетворяющей потребности многих ведомств, прозвучали на научно- техническом совете в 1946 г. в выступлениях специалистов Ленинградского Научно–Исследовательского РадиоТехнического Института.

В середине 70-х в СССР была создана спутниковая навигационная система «Цикада», а в 60х в США — система «Транзит», которая в дальнейшем претерпела множество изменений и технологических усовершенствований. Эти системы разрабатывались по заказу Министерства Обороны стран и были специализированы для оперативной глобальной навигации наземных передвигающихся объектов

Но лишь в декабре 1976 г. было принято Постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О развертывании Единой космической навигационной системы».

У имеющихся тогда систем спутниковой навигации, потребителей не устраивали точность результатов и время, необходимое для определения координат – требовалось создание систем следующего поколения. В результате в Советском союзе в начале 80х годов прошлого века и была изобретена Система спутниковой навигации.

Родившиеся системы спутниковой навигации получили название GPS - в США, и ГЛОНАСС - в СССР. В результате первый американский спутник был запущен в феврале 1978 года, а первый советский позже - 12 октября 1982-го.

24 сентября 1993 года ГЛОНАСС была официально принята в эксплуатацию. В 1995 году её спутниковая группировка составила 24 аппарата. Впоследствии, из-за недостаточного финансирования, число работающих спутников сократилось.

В августе 2001 года была принята федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система», согласно которой полное покрытие территории России планировалось уже́ в начале 2008 года, а глобальных масштабов система достигла бы к началу 2010 года. Для решения данной задачи планировалось в течение 2007, 2008 и 2009 годов произвести шесть запусков ракетоносителей, и вывести на орбиту 18 спутников — таким образом, к концу 2009 года группировка вновь должна насчитывать 24 аппарата. При этом точность определения местоположения пользователей системы достигнет 1–5 м, как у GPS.

По данным ЦНИИ машиностроения, по состоянию на сегодня в составе орбитальной группировки системы ГЛОНАСС насчитывается 19 космических аппаратов. 14 из них используются по целевому назначению, 3 - на этапе ввода в систему (они были запущены 25.09.2008), 1 - временно выведен на техобслуживание, 1 - на этапе вывода из системы. По прогнозам, до конца 2008 года из системы будут выведены ещё три старых аппарата.

 

Долговременная программа развития космической навигационной системы реализовывается по следующим укрупненным этапам:

Этап 1 (до 2003 г.). Поддержание КНС ГЛОНАСС на минимально допустимом уровне запусками КА «Глонасс» (рис.), модернизация контура информационного обмена наземного комплекса управления, расширенное оснащение потребителей аппаратурой, работающей по сигналам двух систем: ГЛОНАСС и GPS. Разработка и создание КА «Глонасс-М».

 

Э тап 2 (до 2005г.)

Развертывание рабочей орбитальной группировки до 18 единиц на базе КА «Глонасс-М» (рис.) массой 1415 кг. и сроком активного существования 7 лет, что значительно больше, чем у спутников предыдущей серии. Переход в новый частотный диапазон навигационного сигнала. Отработка технологии эфемеридно-временного обеспечения с использованием межспутниковых измерений. Расширение номенклатуры и количества потребителей, работающих по сигналам КНС ГЛОНАСС и GPS. Разработка и создание маломассогабаритного КА «Глонасс-К».

Этап 3 (до 2010г.). Развертывание штатной орбитальной группировки на базе маломассогабаритного, более совершенного, негерметичного спутники «Глонасс-К» (рис. нет т.к. только разрабатывается) со существенно большим сроком активного существования до 10 лет, меньшей массой, около 700 кг, что в два раза меньше, чем у «Глонасс-М». Расширение использования межспутниковой радиолинии для решения задач автономного эфемеридно-временного обеспечения, оперативного управления и контроля КА, обеспечения целостности. Создание наземной сети станций мониторинга КНС ГЛОНАСС и функциональных дополнений. Оснащение парка потребителей НАП, работающей по сигналам ГЛОНАСС, GPS, Galileo.

 

Навигационные спутники этой серии будут выводиться на орбиту либо одиночными запусками ракетой-носителем «Союз-2» с разгонным блоком «Фрегат», либо по шесть аппаратов в одном пакете - ракетой-носителем «Протон» с разгонным блоком «Бриз-М». Кроме того, их выведение на орбиту возможно с помощью индийского носителя GSLV. Так, в 2004 г. в Москве было подписано соглашение с Индией о запуске двух навигационных спутников в 2006–2008 гг.

 

Аппараты «Глонасс-К» создаются на базе более прогрессивной негерметичной платформы, что, по словам специалистов, предъявляет повышенные требования к аппаратуре и элементной базе, которой предстоит работать в условиях открытого космоса. Возможно, какие-то из используемых элементов будут зарубежными, но, поскольку навигационная система российская, она должна в основном работать на наших элементах, на наших приборах.

 

На сегодняшний день разрабатывается технологическая возможность установки навигационного модуля ГЛОНАСС в мобильные телефоны. Телефоны, имеющие GPS-навигаторы, уже существуют и широко используются во всем мире, в том числе и в России. На рынке навигационной аппаратуры уже существует целый ряд приемников GPS/ГЛОНАСС - навигации, они производятся специально для России и имеют самое различное назначение.

 

Эксперты считают, что главные задачи в нынешний период восстановления и развития ГЛОНАСС это:

- повысить надежность и увеличить сроки постоянного функционирования космических аппаратов «Глонасс» до 20 лет;

- развивать орбитальную группировку до 6 плоскостей с 48 спутниками с целью обеспечения высокоточного позиционирования в условиях закрытой местности (такая программа уже принята США); обеспечить радиоэлектронную безопасность и независимость системы;

- рассмотреть вопрос о целесообразности исключения из системы «пассажиров» систему спасения «Коспас», датчики определения местоположения ядерных взрывов, системы межспутниковой связи, которые только занимают место полезной нагрузки.

- А главное - привлечь к работе настоящих специалистов, которые способны доложить всю правду о ГЛОНАСС.

 

ГЛОНАСС является приоритетной из всех космических программ, потому что без нее через несколько лет Россия останется беззащитной. Без ГЛОНАСС асимметричный ответ на американскую ПРО и прочие потенциальные угрозы в принципе невозможен. Поэтому президент так настойчиво требует в максимально короткие сроки возродить ГЛОНАСС.

 

IV.Основные элементы и принцип работы ГЛОНАСС.

П олная орбитальная группировка (ОГ) в СРНС (спутниковая радионавигационная система) ГЛОНАСС содержит 24 штатных Космических Аппарата (КА) на круговых орбитах на высоте 19100км., в трех орбитальных плоскостях по восемь КА в каждой. Управление орбитальным сегментом ГЛОНАСС осуществляет наземный комплекс управления. Он включает в себя Центр управления системой (г. Краснознаменск, Московская область) и сеть станций слежения и управления, рассредоточенных по территории России.

Наземный комплекс управления осуществляет сбор, накопление и обработку траекторной и телеметрической информации обо всех спутниках системы, формирование и выдачу на каждый спутник команд управления и навигационной информации, а также контроль качества функционирования системы в целом. Управление спутниками ГЛОНАСС осуществляется в автоматизированном режиме. Выведение спутников ГЛОНАСС на орбиту осуществляется носителем тяжелого класса «ПРОТОН» с разгонным блоком с космодрома Байконур. Носитель одновременно выводит три спутника ГЛОНАСС.

ГЛОНАСС является государственной системой, которая разрабатывалась как система двойного использования, предназначенная для нужд Министерства обороны и гражданских потребителей. Обязанности по управлению и эксплуатации системы ГЛОНАСС возложены на Министерство обороны Российской Федерации (Космические войска).

По своей структуре системы спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS являются системами двойного действия и предназначены для использования, как в военных целях, так и в гражданских.

По новому, корректированному, проекту программы ГЛОНАСС спутниковая группировка системы будет состоять из 30 космических аппаратов, часть из которых будет находиться в рабочем резерве.

При доведении количества действующих спутников до восемнадцати, на территории России обеспечивается практически 100%-ная непрерывная навигация. На остальной части земного шара при этом перерывы в навигации могут достигать полутора часов.

Практически непрерывная навигация по всей территории Земли обеспечивается при полной орбитальной группировке из двадцати четырёх действующих спутников.

Принцип определения позиции аналогичен американской системе NAVSTAR (GPS). В данный момент используются спутники типов ГЛОНАСС и ГЛОНАСС-М. С началом эксплуатации спутников нового поколения ГЛОНАСС-К планируется повысить точность определения координат до 5 метров.

Системы спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS состоят из трех основных сегментов: космического (ИСЗ), наземного управления ИСЗ и навигационного оборудования конечных пользователей системы. Число пользователей навигационной системы GPS и ГЛОНАСС постоянно растет и на сегодняшний день очень многочисленно.

В системе ГЛОНАСС применяется разделение сигналов по частотам (FDMA), которые излучают искусственные спутники на две фазы. Первый сигнал имеет частоту в диапазоне L1 1600 МГц, а второй – частоту в диапазоне L2 1250 МГц. При нахождении пользователя с навигационным прибором ГЛОНАСС в зоне видимости спутника ему доступен сигнал с частотой в диапазоне L1 1600 МГц. Вторая частота используется исключительно для нужд военной навигации.

Система спутниковой навигации GPS применяет СDMA – кодовое деление сигналов, и так же имеет два диапазона частот L1 1575,42 МГц и L2 1227,6 МГц.

V.Практическое применение ГЛОНАСС

Отечественная ГЛОНАСС по своей структуре, назначению и функциональности аналогична Американской системе GPS. ГЛОНАСС имеет возможность с высокой точностью определять как координаты наземного объекта, так и осуществлять временную и скоростную привязку.

На сегодняшний день применение систем спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS очень широко - на судоходных реках, в морях и океанах, в крупных городах и на магистралях. Использование системы ГЛОНАСС и GPS для гражданских нужд возможно в различных сферах - в сотовой связи, грузоперевозках, страховой деятельности, в службах такси, путешествиях, просто поездках по мегаполису, в картографии и энергетике, поисково-спасательных работах и строительстве, для слежения за миграцией животных. Радиус действия между базовыми станциями составляет до 2 тыс. км, а между базовой станцией и локальным приемником – до 220 км.

Сферы применения ГЛОНАСС:

- Министерство обороны

- Транспорт (космический, воздушный, морской, речной, наземный)

- Кроме того, отечественная спутниковая навигационная система широко используется для решения как прикладных (геодезия, картография, океанография, геофизика, землеустройство, геология, добыча полезных ископаемых, рыболовство, экология), так и научных задач (фундаментальные и научно- экспериментальные исследования).

Спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС постоянно модернизируются, улучшается надежность и срок службы, точность определения координат объекта и сервис. Экономический эффект от внедрения спутниковых навигационных систем, который по оценкам экспертов в скором времени достигнет 20 млрд. долларов, путем снижения аварийности на дорогах, экономии топлива, сокращения времени, затрачиваемого на дорогу. Дальнейшее развитие экономики невозможно представить без развития навигационных систем.

 

VI.Вопросы безопасности при использовании систем навигации.

21 век далеко откинул человечество от той обезьяны с палкой, которая захотела трудиться и стать homo-сапиенцем. Компьютеры, Интернет, сотовые телефоны, коммуникаторы, GPS-приемники, mp3-плееры, ipod-проигрыватели и так далее - стали неотъемлемой частью нашей жизни. Иногда складывается впечатление, что без GPS-навигатора и в квартире можно заблудиться. Окружить себя полезно-бесполезными приборами человечество смогло быстро. И так же быстро в компьютерно-информационной бочке с медом появилась ложка дегтя - безопасность, - точнее ее отсутствие.

На данный момент в мире существует одна надёжная система спутниковой навигации GPS. Удобство использования и повсеместное присутствие сделала систему чрезвычайно популярной в разных странах, сделав её неотъемлемым элементом бизнеса. Впрочем, у GPS есть один серьёзный недостаток — система полностью контролируется Соединёнными Штатами Америки, для армии которой она изначально и создавалась. Для ограничения доступа к точной навигационной информации вводят специальные помехи, которые могут быть учтены после получения ключей от Военного Ведомства США. В настоящее время эти помехи отменены, и точный сигнал доступен гражданским приёмникам, однако в случае соответствующего решения государственных органов стран-владельцев военный код может быть снова заблокирован (в системе NAVSTAR это ограничение было отменено только в мае 2000 года и в любой момент может быть восстановлено).

«Лучше поздно, чем никогда!» – заявит не один десяток специалистов. Ирония оправдана, так как на сегодняшний день шатлы, самолеты, автомобили в нашей стране используют только американскую спутниковую навигационную систему GPS. Специалисты США управляют, контролируют и при необходимости меняют данные спутников в тех или иных регионах Земли. Военные в Ираке на себе уже испытали, насколько сильна зависимость показаний GPS-приемников от политической ситуации в стране. Система ГЛОНАСС даст свободу от такой зависимости. В ближайшее время борта всех летных судов должны быть оснащены приемниками, работающими на два сигнала – ГЛОНАСС и GPS. А ведь спутниковые системы в настоящее время используются не только для навигации воздушных судов, но и на завершающей фазе полета – посадке на аэродром. Именно здесь важна точность и достоверность измерения координат, так как на время принятия решения отводятся мгновения.

Затрагивая вопросы безопасности, важно отметить, что любой прибор, сделанный иностранными компаниями и установленный на борту самолета, является скрытой угрозой. Неважно когда может случиться «беда», вероятность ее осуществления должна настораживать именно сейчас, чтобы потом не было слишком поздно. Взять для примера электронные карты. Большинство приборов в наших самолетах «начинены» базами данных местности, сделанными специалистами других государств. Это как пирожок с черникой: однажды там может оказаться совсем другая начинка.

Не многие любители новаторства в нашей стране, прикупив себе GPS-приемник, понимают, что отдают себя родненького в руки специалистов из США - система-то американская, и не известно, что им придет в голову - вот захотят и поменяют показания приемников, и тогда в лесу можно долго искать выход к дому - бегая по кругу. В этом случае допустимо вспомнить уроки по основам безопасности и жизнедеятельности, и ориентироваться по мху на дереве. Только, например, в самолете и в океане мох ничем не поможет!, и где его найти?

На сегодняшний день все летные суда оснащены приемниками, работающими от сигнала GPS-системы. Вот в этом и есть скрытая угроза! И об этом конечно же известно нашему правительству. В результате в 2007 году президент РФ В.В. Путин подписал указ, в котором говорилось о том, что все отечественные самолеты должны быть оснащены приемниками, работающими от двух сигналов GPS и ГЛОНАСС. В этом случае, отказ GPS-системы, не будет катастрофичным. В конце 2007 г. средства массовой информации пестрили заголовками с аббревиатурой ГЛОНАСС. При всем при этом ГЛОНАСС существует не один десяток лет, но прошлый год стал возрождением для отечественной системы.

Наиболее значимым с точки зрения национальной безопасности событием 2007 года стала развернутая программа спутниковой системы ГЛОНАСС. Правительство подкрепило развитие системы указом «Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития Российской Федерации» от 18 мая 2007 года. Указом установлено, что для обеспечения безопасности Российской Федерации аппаратура спутниковой навигации, приобретаемая для нужд федеральных органов исполнительной власти и подведомственных им организаций, должна функционировать с использованием сигналов системы ГЛОНАСС.

Все вновь вводимые в эксплуатацию транспортные средства, включая самолеты, суда, наземный транспорт, геодезическое оборудование и космические аппараты, - должны в обязательном порядке оснащаться аппаратурой спутниковой навигации отечественной системы ГЛОНАСС или комбинированными приемниками ГЛОНАСС/GPS. Согласно постановлению правительства РФ от 9июня2009г. приемниками ГЛОНАСС должны быть оборудованы находящиеся в эксплуатации транспортные средства. Эти меры являются разумными и призваны защитить отечественный рынок пользовательской аппаратуры глобальной спутниковой навигации. С другой стороны, эти системы в первую очередь направлены на решение задач национальной безопасности, поскольку глобальная спутниковая навигационная система играет важнейшую роль в обеспечении применения высокоточного оружия дальнего радиуса действия.

P.S. В ноябре 1999 года по телевизору был показан сюжет из Чечни – 12 растерзанных трупов наших парней из разведгруппы лежат на снегу (ошибка в ориентировании, выход в зону действий бандформирований, гибель в неравном бою). При наличии у них спутникового навигатора, этой трагедии и многих других- не произошло бы.

 

VII.Применение ГЛОНАСС в ФСИН России.

МОСКВА, 18.08.2008 - РИА Новости: «ФСИН намерена использовать систему ГЛОНАСС для контроля подозреваемых и преступников»…

Федеральная служба исполнения наказаний РФ начала процесс поэтапного внедрения навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, которую предполагается использовать, прежде всего, для контроля подозреваемых и обвиняемых в преступлениях, а также отдельных осужденных.

Внедрение системы в деятельность ФСИН происходит в соответствии с указом президента РФ в целях повышения эффективности исполнения уголовных наказаний. Основные сферы применения системы - использование систем контроля движения транспортных средств при конвоировании осужденных и при электронном мониторинге подозреваемых и обвиняемых.

Поясняется, что система ГЛОНАСС будет использоваться, прежде всего, для контроля с помощью электронных браслетов подозреваемых и обвиняемых в преступлениях - в первую очередь, находящихся под домашним арестом, а также контроля тех осужденных, в отношении которых суд вынес решение о наказании в виде ограничения свободы.

Госдума РФ в начале июля приняла законопроект, который предусматривает новый вид уголовного наказания в России - ограничение свободы. Кроме того, система будет использоваться для поисковых мероприятий по розыску лиц, скрывающихся от отбывания наказания и контроля за персоналом, осуществляющим надзор и охрану.

В настоящее время в учреждения ФСИН уже поступили первые электронные браслеты, которые пока используются для контроля за осужденными в колониях-поселениях.

Сообщается, что процесс внедрения ГЛОНАСС будет происходить в три этапа.

Первый этап (2008-2009 годы) включает в себя изучение возможностей самой системы, разработку нормативно-правовой базы использования ГЛОНАСС в уголовно-исполнительной системе, определение источников финансирования.

Второй этап (2010-2012 годы) включает в себя весь комплекс мероприятий по апробированию, внедрению, модернизации навигационной аппаратуры", - сказал представитель ФСИН.

На последнем этапе, который будет проходить с 2013 по 2020 год подразделения уголовно-исполнительной системы будут оснащаться приборами на базе ГЛОНАСС.

 

 

VIII.Испытание ГЛОНАСС в Антарктиде.

11 марта текущего года была произведена «боевая» проверка работы ГЛОНАСС. В этот день первый вице-премьер правительства России Сергей Иванов вместе с министром транспорта Игорем Левитиным и министром природных ресурсов Юрием Трутневым приземлились в Антарктиде, посетив российскую полярную станцию «Новолазаревская». Самолет, на котором прилетела правительственная делегация, приземлился на полярном аэродроме именно с помощью этой навигационной системы. «В момент этого полета на орбите работало 6 спутников ГЛОНАСС, хотя для нормальной посадки достаточно четырех», - пояснил Сергей Иванов. Навигационный прибор, которым был оборудован самолет, мог принимать и сигнал американской системы GPS, однако «его отключили и ориентировались только по ГЛОНАСС, точность показаний которой - от 3 до 10 метров». Первый вице-премьер добавил, что до сих пор в Антарктиде самолеты садились «только на глаз», поэтому требовалась самая высокая квалификация пилотов. Он сообщил, что приемники будут опробованы на вездеходах, а также индивидуальные - на людях. В Антарктиду также доставлен и буй, который сообщает координаты, если корабль или самолет терпят катастрофу.

«однако»…Интернет сайт «Сnews» 14.03.2008 сообщает, что опасный и бессмысленный эксперимент по проверке работоспособности ГЛОНАСС в Антарктиде мог закончиться страшной трагедией. Работоспособность проверялась в обстановке, максимально приближенной к «боевой». Канал GPS навигации, который мог бы помочь в случае выхода из строя ГЛОНАСС, был преднамеренно выключен. В орбитальной группировке системы ГЛОНАСС в этот момент имелось 15 работоспособных спутников – существенно меньше не только штатного, но и минимально необходимого для ее надежной работы уровня, оцениваемого в 18 аппаратов. Как сообщил 12 марта информационно-аналитический центр системы ГЛОНАСС, уже сутки спустя после посадки самолета с членами Правительства РФ в Антарктиде исключительно по сигналам ГЛОНАСС система лишилась одного из спутников – аппарат был выведен «на техобслуживание». Выйди из строя в момент посадки самолета один из спутников, используемых при определении местоположения – и могла произойти страшная трагедия. Особенно опасно в таких экспериментах то, что, вопреки расхожему мифу, наличия четырех (и даже большего их числа) одновременно «видимых» навигационным приемником спутников, вообще говоря, недостаточно для работоспособности приемника. Необходимо, чтобы они равномерно располагались по верхней полусфере, не концентрируясь вдоль одной «линии» - в противном случае определение координат, несмотря на формально достаточное количество спутников, станет невозможным. Условие равномерного расположения спутников, как правило, соблюдается в развернутых до штатного состава группировок. Однако при не полностью развернутой группировке – такой, как группировка ГЛОНАСС в настоящее время – возможны неожиданности.

 

IX.Сравнение ГЛОНАСС и GPS.

Рассмотрим некоторые особенности основных систем спутниковой навигации (NAVSTAR и ГЛОНАСС):

Обе системы имеют двойное назначение — военное и гражданское, поэтому излучают два вида сигналов: один с пониженной точностью определения координат (~100 м) для гражданского применения и другой высокой точности (~10-15 м и точнее) для военного применения. Спутники NAVSTAR располагаются в шести плоскостях на высоте примерно 20 180 км. Спутники ГЛОНАСС (шифр «Ураган») находятся в трёх плоскостях на высоте примерно 19 100 км. Hоминальное количество спутников в обеих системах — 24. Группировка NAVSTAR полностью укомплектована в апреле 1994-го и с тех пор поддерживается, группировка ГЛОНАСС была полностью развёрнута в декабре 1995-го, но с тех пор значительно деградировала. В настоящий момент идёт её активное восстановление.

О бе системы используют сигналы на основе т.н. «псевдошумовых последовательностей», применение которых придаёт им высокую помехозащищённость и надёжность при невысокой мощности излучения передатчиков.

В соответствии с назначением, в каждой системе есть две базовые частоты — L1 (стандартной точности) и L2 (высокой точности). Для NAVSTAR L1=1575,42 МГц и L2=1227,6 МГц. В ГЛОHАСС используется частотное разделение сигналов, т. е. каждый спутник работает на своей частоте и, соответственно, L1 находится в пределах от 1602,56 до 1615,5 МГц и L2 от 1246,43 до 1256,53. Сигнал в L1 доступен всем пользователям, сигнал в L2 — только военным (то есть, не может быть расшифрован без специального секретного ключа).

Каждый спутник системы, помимо основной информации, передаёт также вспомогательную, необходимую для непрерывной работы приёмного оборудования. В эту категорию входит полный альманах всей спутниковой группировки, передаваемый последовательно в течение нескольких минут. Таким образом, старт приёмного устройства может быть достаточно быстрым, если он содержит актуальный альманах (порядка 1-й минуты) — это называется «тёплый старт», но может занять и до 15-ти минут, если приёмник вынужден получать полный альманах — т. н. «холодный старт». Необходимость в «холодном старте» возникает обычно при первом включении приёмника, либо если он долго не использовался.

Дифференциальное измерение

Отдельные модели спутниковых приёмников позволяют производить т. н. «дифференциальное измерение» расстояний между двумя точками с большой точностью (сантиметры). Для этого измеряется положение навигатора в двух точках с небольшим промежутком времени. При этом, хотя каждое такое измерение имеет точность порядка 10-15 метров без наземной системы корректировки и 10-50 см с такой системой, измеренное расстояние имеет погрешность намного меньшую, так как факторы, мешающие измерению (погрешность орбит спутников, неоднородность атмосферы и т. д.) в этом случае взаимно вычитаются. Кроме того, есть несколько систем, которые посылают уточняющую информацию («дифференциальную поправку к координатам»), позволяющую повысить точность измерения координат приёмника до десяти сантиметров. Дифференциальная поправка основана на геостационарных объектах (спутниках, наземных базовых станциях), обычно является платной (расшифровка сигнала возможна только одним определённым приёмником после оплаты «подписки на услугу»). В настоящее время (2006-й год) существует бесплатная европейская система EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Services), основанная на двух геостационарных спутниках, дающая высокую точность (до 30 см), но работающая с перебоями и ненадёжно. В Северной Америке её аналогом является система WAAS.

НЕДОСТАКИ GPS-СИСТЕМЫ

Несмотря на все преимущества, у GPS-систем есть и недостатки. Например, GPS- приемник может быть отключен в любой момент, скажем, из соображений безопасности США. Кроме того, внедрение GPS- технологии подразумевает наличие подробных электронных карт c масштабом до 100 м, которые есть в свободной продаже не в каждой стране.

Нельзя не упомянуть то обстоятельство, что при вычислении координат спутниковая система допускает погрешности. Природа этих ошибок различна. Основными источниками ошибок, влияющими на точность навигационных вычислений в GPS-системе, в частности, являются:

-погрешности, обусловленные режимом селективного доступа (Selective availability, S/A). Используя данный режим, Министерство Обороны США намеренно снижает точность определения местонахождения для гражданских лиц. В режиме S/A формируются ошибки искусственного происхождения, вносимые в сигнал на борту GPS-спутников с целью огрубления навигационных измерений. Такими ошибками являются неверные данные об орбите спутника и искажения показаний его часов за счет внесения добавочного псевдослучайного сигнала. Величина среднеквадратического отклонения из-за влияния этого фактора составляет, примерно, 30 м.

-погрешности, связанные с распространением радиоволн в ионосфере. Задержки распространения сигналов при их прохождении через верхние слои атмосферы приводят к ошибкам порядка 20-30 м днем и 3-6 м ночью. Несмотря на то, что навигационное сообщение, передаваемое с борта GPS- спутника, содержит параметры модели ионосферы, компенсация фактической задержки, в лучшем случае, составляет 50%.

-погрешности, связанные с распространением радиоволн в тропосфере. Возникают при прохождении радиоволн через нижние слои атмосферы. Значения погрешностей этого вида при использовании сигналов с С/А- кодом не превышают 30 м.

-эфемеридная погрешность. Ошибки обусловлены расхождением между фактическим положением GPS-спутника и его расчетным положением, которое устанавливается по данным навигационного сигнала, передаваемого с борта спутника. Значение погрешности обычно не боее 3м.

- погрешность ухода шкалы времени спутника вызвана расхождением шкал времени различных спутников. Устраняется с помощью наземных станций слежения или за счет компенсации ухода шкалы времени в дифференциальном режиме определения местоположения.

- погрешность определения расстояния до спутника является статистическим показателем. Он вычисляется для конкретного спутника и заданного интервала времени. Ошибка не коррелированна с другими видами погрешностей. Ее величина обычно не превышает 10 м.

НЕДОСТАТКИ СИСТЕМЫ ГЛОНАСС

-необходимость сдвига диапазона частот вправо, так как в настоящее время ГЛОНАСС мешает работе как подвижной спутниковой связи, так и радиоастрономии

-при смене эфемерид спутников, погрешности координат в обычном режиме увеличиваются на 25-30м, а в дифференциальном режиме - превышают 10 м;

-при коррекции набежавшей секунды нарушается непрерывность сигнала ГЛОНАСС. Это приводит к большим погрешностям определения координат места потребителя, что недопустимо для гражданской авиации;

-сложность пересчета данных систем ГЛОНАСС и GPS из-за отсутствия официально опубликованной матрицы перехода между используемыми системами координат.

 

X.Сравнительный анализ развития спутниковых систем навигации.

В начале 1970-х годов ее заказчиком являлось Главное управление космических систем (ГУКОС) Минобороны СССР. После выдачи технического задания (ТЗ) разработчику (3-й Главк Минобщемаша), встал вопрос – кто будет куратором программы от военного ведомства? Однако вопрос не был решен и ГЛОНАСС в течение нескольких лет оставался практически без контроля со стороны заказчика. В последующем курирование работ по ГЛОНАСС было возложено на военно-космические силы. Однако в 1989 году Минобороны начало переговоры о передаче управления системой Российскому авиационно-космическому агентству. В Генштабе Вооруженных сил РФ в тот период не нашлось военных специалистов, понимающих значение ГЛОНАСС для армии и флота. Постановление правительства РФ от 29 марта 1999 года № 346 утвердило «Положение о разграничении ответственности федеральных органов исполнительной власти за поддержание, использование и развитие ГЛОНАСС». Как заметил бывший начальник Главного штаба РВСН генерал-полковник Виктор Есин: «Мы, военные, были всего лишь пользователями, точно так же как и в США». Но в последнем генерал-полковник ошибается – с GPS все обстоит по-другому.

Начиная с 1973 года, когда программы военно-воздушных и военно-морских сил США были объединены в общую национальную программу «Навстар»–GPS, ею руководит Пентагон.

В декабре 2004 года президент Соединенных Штатов Джордж Буш подписал директиву, определяющую политический курс американского правительства в отношении средств координатно-временного обеспечения. Директивой определено, что основным источником финансирования программы GPS являются фонды Министерства обороны США. В заключительном разделе документа детально определены обязанности министерств и ведомств в плане обеспечения функционирования, применения и усовершенствования средств координационно-временного обеспечения при головной роли Пентагона.

Именно по инициативе Минобороны США было рекомендовано использование сигналов GPS для гражданских лиц и снято ограничение на использование сигналов повышенной точности. В 2002 году появилось сообщение о возвращении в бюджет Пентагона первых миллиардов долларов от продажи GPS-аппаратуры и услуг.

Примерно в таком же плане необходимо изменить отношение к управлению ГЛОНАСС. Поскольку она должна в первую очередь стать системой боевого обеспечения всех видов и родов Вооруженных сил России, контроль за выполнение ФЦП «ГЛОНАСС» должен оставаться за Министерством обороны РФ как главным заказчиком этой системы.

Следует образовать при Министерстве обороны РФ дирекцию ФЦП развития ГЛОНАСС, которая бы являлась штабом, организующим выполнение и контроль всех необходимых мероприятий во главе с директором, обладающим правом прямого доклада о состоянии ГЛОНАСС высшему руководству страны. Директору должна оказываться помощь в его служебной деятельности со стороны руководителей управлений Генштаба и Минобороны, командующих видами и родами ВС РФ.

Необходимо до конца 2008 года провести коррекцию действующей ФЦП «ГЛОНАСС» 2006–2011 годов, в которую должны быть включены целевые задачи с указанием конкретных результатов и сроков их выполнения. Для обоснования этих задач целесообразно под руководством дирекции организовать проведение рабочих совещаний с участием специалистов, где путем дискуссий и «мозгового штурма» также рассмотреть вопросы, относящиеся к созданию и развитию ГЛОНАСС нового поколения.

В частности, автором этой статьи предлагается рассмотреть и принять решение по следующим вопросам: пути повышения надежности и увеличения сроков постоянного функционирования космических аппаратов «ГЛОНАСС» до 20 лет; о необходимости развития орбитальной группировки до шести плоскостей и 48 КА с целью обеспечения высокоточного позиционирования в условиях закрытой местности при больших углах закрытия горизонта; проблемы радиоэлектронной безопасности и независимости системы; о целесообразности исключения из состава КА «ГЛОНАСС-К» таких «пассажиров», как система спасения «Коспас», система определения местоположения ядерных взрывов; системы межспутниковой связи.

 

XI.Перспективы рынка ГЛОНАСС.

Рынок ГЛОНАСС-технологий мы давно потеряли. Пока решение этой проблемы целесообразно начать в двух направлениях.

Первое – создание региональных и локальных систем непрерывного спутникового контроля устойчивости инженерных потенциально опасных объектов и деформаций (подвижек) земной поверхности в сейсмоопасных районах на основе использования ГЛОНАСС. В ЦНИИмаш разработан проектный облик системы, основным элементом которой являются однотипные унифицированные наземные терминалы – «активный репер» (АР). Организация серийного производства терминала АР позволила бы создать единую основу для развертывания различных видов дифференциальных систем, то есть образовать единую технологическую основу наземного сегмента ГЛОНАСС для широкого круга пользователей.

Большой поддержкой этого направления явилось бы постановление правительства РФ о необходимости усиления контроля устойчивости потенциально опасных инженерных сооружений и изучения сейсмической активности с использованием ГЛОНАСС.

Второе – разработка и серийное производство бытовых ГЛОНАСС-приемников для пользователей, которых устроит недорогой прибор, обеспечивающий точность позиционирования в системе геодезических координат СК-95 в абсолютном (номинальном) режиме измерений на уровне десятков метров, а в относительном – на уровне дециметров. Пользователям приемников должны предлагаться топографические карты с нанесенной координатной сеткой. Единый комплект, включающий карманный ГЛОНАСС-приемник и набор крупномасштабных топографических карт на конкретные районы общей стоимости не дороже телефона сотовой связи, с удовольствием приобретут миллионы россиян.

Однако массовый выпуск отечественной ГЛОНАСС-аппаратуры для пользователей не пойдет до тех пор, пока ее потенциальные производители не поверят в полное восстановление орбитальной группировки навигационной системы.

Важной проблемой остается достаточное финансирование программы ГЛОНАСС. Система дорогая, но она судьбоносна для нашей страны и особенно для Вооруженных сил в настоящее время и в будущем. Ожидается, что в обозримой перспективе достижение конечных целей войн и вооруженных конфликтов в основном будет достигаться за счет технического и информационного превосходства над противником – путем подавления его систем государственного и военного управления, навигации, в связи и других критически важных структур. В этой борьбе навигационные системы будут занимать особое место.

По вопросам финансирования Роскосмос обратился в правительство РФ с просьбой удвоить финансирование Федеральной целевой программы развития глобальной навигационной системы (ГЛОНАСС) при разработке федерального бюджета на 2009-2011 годы. В прошлом году программа ГЛОНАСС не была реализована в полном объеме из-за отказа двух спутников, в результате чего на конец года вместо 18 функционирующих спутников действовало лишь 16. Однако, по замыслу разработчиков ГЛОНАСС, на орбите должно функционировать для полного покрытия связи 24 спутника, в том числе с резервными – 30 КА. Именно поэтому Роскосмос предлагает правительству в целях гарантированного обеспечения работы всех спутников увеличить стоимость программы. В 2006 году на данную ФЦП из федерального бюджета было направлено 4,7 млрд. руб., в 2007 году – 9,8 млрд. руб., на 2008 и 2009 годы запланировано соответственно – 10 млрд. и 10,7 млрд. руб. Однако на орбите не хватает спутников, продолжительность их «жизни» ограничена 3–5 годами, а желательно, чтобы они надежно работали не менее 7 лет. Роскосмос потребовал удвоения расходов на финансирование этой программы. Будут ли удовлетворены возросшие аппетиты бюджетополучателя, неизвестно, по признанию представителя из МЭРТа, в настоящее время заявка обсуждается. 15.09.2008

вице-премьер РФ Сергей Иванов сообщил сегодня на встрече с председателем правительства РФ, сказал, что подписал постановление правительства об увеличении финансирования на 67 млрд руб программы ГЛОНАСС на предстоящие три года. Отвечая на вопрос, как будут израсходованы эти средства, С.Иванов отметил, что "прежде всего - это наращивание космической группировки".

Строительство ГЛОНАСС пошло ударными темпами. Наконец-то обратили внимание на наземный компонент. Принято решение выделить государственные инвестиции в 10 млрд. руб. на создание к 2011 году в Москве, Петербурге и Зеленограде технологических центров для производства электронно-компонентной базы приемников ГЛОНАСС. Цель – ни много, ни мало – перевести в Россию производство модулей и микросхем для приемников ГЛОНАСС из стран Юго-Восточной Азии, таких как Китай и Тайвань. Однако, как заметил заместитель руководителя Федерального космического агентства Юрий Носенко: «Резко перевести все производство в Россию нам не по средствам, к тому же необходимо подготовить кадры, а также восстановить всю электронную промышленность, которая была утеряна».

 

XII.ГЛОНАСС – запретная зона.

Основной проблемой форсированного развития программы ГЛОНАСС сейчас является отсутствие навигационных карт, и мало того - большая часть картографических данных засекречена, а без них навигаторы никому не нужны. А в России нет даже юридической базы в этой сфере. В недрах Минобороны только разрабатывается федеральный закон «О навигационной деятельности». И не существует ни требований к навигационным картам, ни самого понятия таковых, хотя ГЛОНАСС создана еще 15 лет назад.

В III квартале 2008 года Минтранс РФ должен утвердить порядок предоставления информации для создания детальных цифровых навигационных карт для гражданских потребителей, а также порядок использования указанной информации. Но на пути картографов шлагбаумом встал гриф «секретно». В Минобороны существует документ, засекречивающий ряд картографических данных. Несколько страниц занимает перечень запрещенных объектов: рельеф, покрытие дорог, грузоподъемность мостов и т.д. При этом формулировки настолько расплывчаты и неоднозначны, что любую карту можно будет объявить разглашающей государственную тайну и запретить. Но этого мало. В Минобороны существует еще один документ под названием «Перечень объектов местности и характеристик, запрещенных к открытому показу на топографических картах и планах», который даже несекретную информацию переводит в категорию «для служебного пользования».

В процессе принятия находится целый ряд законов и постановлений, регулирующих сферу навигационной картографии, предоставления соответствующей информации, ее обращения, применения и хранения. Но потребуется урегулировать еще массу вопросов. Например, авторских прав на результаты интеллектуальной деятельности в области геодезии и картографии. На размещение картографического произведения в интернете. Об экспертизе и сертификации навигационных карт...

В октябре Роскартография объявила конкурс на выполнение работ по созданию открытых цифровых навигационных карт в рамках ФЦП «Глобальная навигационная система» с общей начальной ценой контракта более 6 млрд. руб. По содержанию, достоверности, точности, проекции ЦТК должны соответствовать топографическим картам масштабов 1:25 000 и/или 1:50 000. Срок выполнения работ 2009-2011 г.

 

XIII.ГЛОНАСС со сдвигом.

«Навигационная система заработает в полном масштабе со сдвигом на один год, то есть в 2010 году» - так заявил глава Федерального космического агентства Анатолий Перминов.

Еще в конце марта, на заседании Военно-промышленной комиссии при правительстве было сказано, что вопреки мнению конструкторов ГЛОНАСС в 2008 году не заработает. В лучшем случае – в 2009-м. «НГ» усомнилась и в этом сроке, поскольку у Федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система (ГЛОНАСС)» нет даже единой дирекции, несущей ответственность за создание и эксплуатацию космической системы. Сейчас эти предположения оправдываются.

Также о сдвиге в полноценной работе ГЛОНАСС было сказано на заседании Совета безопасности 11 апреля, которое прошло, по словам Анатолия Перминова, «очень жестко, напряженно и требовательно», были приняты «все решения по Федеральной целевой программе ГЛОНАСС, причем не только по финансированию, но и по ресурсному обеспечению аппаратуры потребителей». «Эта задача уже ставилась и ранее, но она не была подкреплена финансово», – отметил глава Роскосмоса.

7 апреля в Москве прошел «Международный форум спутниковой навигации-2008», на котором гендиректор – генеральный конструктор Российского научно-исследовательского института космического приборостроения (РНИИ КП) Юрий Урличич, он же – главный конструктор ГЛОНАСС, уверенно заявил: «Мы смогли согласовать тактико-технические требования, которые говорят о том, что наша система в ближайшем будущем станет на лидирующие позиции среди других систем навигации». В частности, «новые тактико-технические требования расширили состав системы ГЛОНАСС, повысили требования к системе по точности, доступности, целостности». Состав орбитальной группировки ГЛОНАСС расширится до 30 спутников.

Первоначально считалось, что для покрытия навигационным сигналом всей поверхности Земли достаточно 24 спутников. С этим категорически были не согласны эксперты, мнение которых не раз приводила «НГ». Сейчас из 19 спутников ГЛОНАСС, работавших в феврале–марте, остаются действующими только 17, а два выведены «на техобслуживание». Понятно, почему вся система реально начнет работать не раньше 2010 года – часть нынешних спутников скоро потребует замены.

Юрий Урличич, выступая на форуме, подчеркнул, что большое внимание сейчас уделяется разработке конкурентоспособной аппаратуры, навигационных карт и внедрению спутниковой навигации во все области экономики. Определены требования по совместимости и взаимозаменяемости с американской системой спутниковой навигации GPS и европейской «Галилео», которая начнет свою работу предположительно в 2011–2012 годах.

Также одной из причин медленного развития ГЛОНАСС считается отсутствие единого руководства. Специалисты пришли к выводу, что необходимы концентрация ответственности в одних руках и прорывные технологии. На заседании Военно-промышленной комиссии при правительстве РФ, состоявшемся в конце весны, было высказано предложение о введении должностей главного конструктора навигационной космической системы ГЛОНАСС и главного конструктора по аппаратуре потребителей ГЛОНАСС/GPS. Заодно, как заявил первый вице-премьер Сергей Иванов, на заседании обсудили проект положения о генеральном конструкторе ГЛОНАСС.

Примечательно, что сама космическая система существует уже четверть века, но только сейчас зашла речь о людях, персонально несущих ответственность за ее развитие. Впрочем, генеральный конструктор всей ГЛОНАСС существует. Это Юрий Урличич, который, помимо того, еще и генеральный директор – генеральный конструктор ФГУП «Российский НИИ космического приборостроения». Того НИИ КП, что обещал обеспечить страну ГЛОНАСС-навигаторами – каждый месяц по полторы-две тысячи приборов отправлять в торговые сети. Пока их получили в подарок президент и патриарх.

Совет главных конструкторов незаменим, когда речь идет о создании комплекса ПВО С-400 или авианосца. Но ГЛОНАСС требует собрать в один управленческий кулак конструирование, производство, космические запуски, управление орбитальной группировкой, наземную компоненту, картографическое обеспечение. Требуется единая дирекция ФЦП ГЛОНАСС, которая занималась бы организацией выполнения и контролем проводимых мероприятий. Во главе ее должен стоять директор, обладающий правом прямого доклада высшему руководству страны.

По мнению полковника в отставке военного геодезиста Виктора Крамаренко, занимавшегося еще геопривязкой советских ракет на Кубе и прекрасно понимающего острейшую необходимость работающей ГЛОНАСС, полное руководство космической системой должно быть возложено на заказчика – Министерство обороны РФ. Именно так обстоит дело у конкурентов – американской GPS. Минобороны США руководит этой программой с 1973 года. Именно по инициативе военных в США было рекомендовано использование сигналов GPS для гражданских лиц. В 2002 году первые миллиарды долларов возвратились в бюджет Минобороны, из которого финансировалась система. Как заявил Виктор Крамаренко корреспонденту «НГ», поскольку ГЛОНАСС – в первую очередь система боевого обеспечения всех видов и родов Вооруженных сил РФ, контроль должен оставаться за Минобороны.

Из всего этого очевидно, что система никогда не будет работать нормально, пока у нее не будет «хозяина», нет единого центра управления всеми составляющими ГЛОНАСС – производством, эксплуатацией, наземными компонентами. У глобального космического позиционирования полно кураторов, начиная с первого вице-премьера Иванова и кончая Советом главных конструкторов, но нет единовластного руководителя. Как нет собственного «угла», где кураторы могли бы собраться на совещание, где хотя бы собиралась текущая информация о состоянии всех элементов ГЛОНАСС в космосе и на Земле.

Накануне вступления в должность нового президента правительство распределило и законодательно закрепило полномочия между 11 министерствами и федеральными агентствами по поддержанию, развитию и использованию глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС. С Роскосмоса наконец сняли ответственность за создание наземного компонента, он отныне отвечает только за работу спутниковой группировки. А управлять ею будет Минобороны. Правда, сейчас ведомственные структуры подверглись реорганизации, в частности, Роспром. Остается надеяться, что это не создаст проблем для развития наземной аппаратуры ГЛОНАСС.

Другой причиной продления сроков ввода в эксплуатацию является сама применяемая аппаратура. «Считалось, что спутники с гарантийным ресурсом три года смогут работать четыре-пять лет, – с обезоруживающей простотой пояснил генеральный директор – генеральный конструктор НПО прикладной механики Николай Тестоедов. – Но реально они проработали в среднем три с половиной года». В общем, техника повела себя непредсказуемо. Поэтому в 2008 году запланирован запуск еще шести космических аппаратов (три из них выведены на орбиту в сентябре т.г.), чтобы ГЛОНАСС заработала хотя бы к началу 2009 года. Попутно принято решение выработать корректировки федеральной целевой программы (ФЦП) «Глобальная навигационная система».

 

XIV.ГЛОНАСС в новостях.

*27.12.2007 Glospace SGK-70 Состоялся первый день официальных продаж ГЛОНАСС навигатора, действительно glospace способен заменить для кого-то даже ноутбук. Жаль с дизайном у нас проблемы, даже по фото видно, как будто в конструкторских бюро засели дедушки и не хотят слушать молодых дизайнеров которые способны впитывать современные достижения и преобразовывать в свои проекты, достаточно посмотреть на внешность 7-ми дюймового asus или sumsung q1. Но инженеры молодцы; интересны отзывы и тесты первых обладателей, насколько качественно работают все функции.

* 07.04.2008 ГЛОНАСС опередит GPS Россия идет по пути повышения точностных характеристик параллельно с американцами. Разработчики системы ГЛОНАСС уже сейчас уверены, что в ближайшем будущем характеристики нашей системы нисколько не будут уступать GPS.

* 28.03.2008 НИИ разработает новый приемник ГЛОНАСС Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения объявляет о начале разработок новой модели спутникового приемника для отечественной системы навигации ГЛОНАСС.

*21.03.2008 Первый спутник ГЛОНАСС-К будет запущен в 2009 г. В 2009 году на орбиту будет выведен спутник нового поколения Глонасс-К, имеющий значительные отличия от Глонасс-М. Последний же спутник поколения Глонасс-М будет выведен из эксплуатации до 2018 года.

*18.03.2008 Навигаторы для ГЛОНАСС начнут производить в Ростове Ростовское предприятие космического приборостроения "Квант" в феврале получило сертификат на серийно производство навигаторов ГЛОНАСС/GPS, которое будет налажено уже в 2009 году. На данный момент уже изготовлен опытный образец.

*05.08.2008 В Красноярске устанавливают автоматизированную систему диспетчерского управления пассажирским транспортом. В текущем году в Красноярске начнется строительство двух конечных остановочных пунктов, оснащенных системой диспетчерского управления с применением технологий ГЛОНАСС.

*11.08.2008 «Билайн» включился в противоугонную программу «ГЛОНАСС-Навигатор». ОАО «ВымпелКом» (ТМ «Билайн») стала партнером программы по обеспечению безопасности автотранспорта спутниковой противоугонной и мониторинговой системы «ГЛОНАСС-Навигатор». В рамках партнерства «Билайн» предоставляет свои sim-карты для GSM-модулей передачи данных, используемых в телематическом оборудовании «ГЛОНАСС-Навигатор».

Сведения о состоянии и местонахождении автомобилей, оснащенных данной аппаратурой, через каналы GPRS, WAP и SMS в режиме реального времени поступают в диспетчерские центры оператора противоугонных услуг. В случае попытки несанкционированного проникновения в машину диспетчер с помощью каналов беспроводной связи от «Билайн» может дистанционно подать команду на блокировку двигателя автомобиля, включить встроенную сирену, чтобы отпугнуть угонщиков, и обеспечить реагирование нарядов милиции на тревожное событие.

Уже сегодня sim-картами «Билайн» комплектуются спутниковые терминалы «ГЛОНАСС-Навигатор», устанавливаемые в автомобили москвичей и жителей других регионов. Кроме того, ведется совместная работа по оптимизации расходов на GPRS- и SMS-трафик с тем, чтобы противоугонные услуги были доступны массовому потребителю.

Ранее участниками программы «ГЛОНАСС-Навигатор» стали подразделения вневедомственной охраны МВД России в Москве и нескольких десятках российских регионов, Единая национальная диспетчерская система, страховые компании «РОСНО» «Согласие» и «Русская Страховая Компания».

«Программа «ГЛОНАСС-Навигатор» достаточно полно отвечает потребностям современных автовладельцев в вопросах обеспечения безопасности и трекинга личного и корпоративного автотранспорта», - отметил Вице-президент, региональный директор ОАО «ВымпелКом» по Московскому региону Владимир Рябоконь.

СПРАВКА: Компания «ГЛОНАСС-Навигатор» - оператор противоугонных и мониторинговых услуг для автотранспорта и других подвижных объектов на рынках России и стран СНГ. Создана в октябре 2007 г., коммерческое предоставление услуг начато с мая 2008 г.

Функционирует на единой телематической платформе со своим партнёром – Единой национальной диспетчерской системой, имеющей представительства в сорока двух крупнейших регионах Российской Федерации и обслуживающей свыше 30 тысяч единиц автотранспорта различного назначения.

«ГЛОНАСС-Навигатор» использует оборудование, выпущенное в России и принимающее позиционный сигнал глобальной навигационной спутниковой системы GPS (США). В перспективе будет задействовать в своих терминалах и сигнал Глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС (Россия).

*29.09.2008 В Ульяновске и Братске создаются системы мониторинга и управления транспортом. В рамках партнерской программы «РДЦ М2М-BusinessSolution» открылись сразу два Региональных Диспетчерских Центра. В первой декаде сентября состоялось открытие Регионального диспетчерского центра «М2М телематика-Симбирск» в Ульяновске. Была произведена инсталляция телематической платформы компании «М2М телематика» на базе серверного ПО BN™-Сomplex, проведен ряд консультаций сотрудникам нового РДЦ. РДЦ «М2М телематика-Симбирск» уже начал активное продвижение телематических услуг, и варианты сотрудничества обсуждаются с несколькими крупными автоперевозчиками региона.

*20.10.2008 Лабрадору подарили космический ошейник. На днях был презентован первый в России действующий навигационный ошейник-трекер для домашних животных на базе технологии глобальной навигационной системы (ГЛОНАСС). Ошейник разработан компанией «М2М телематика» по поручению ФГУП «РНИИ КП». Ошейник был показан В.В.Путину и в момент презентации подарен его лабрадору Кони. Ошейник предназначен для отслеживания перемещения собаки в реальном времени с помощью данных, поступающих на мобильные устройства владельца - КПК, ноутбук, коммуникатор. Устройство, вмонтированное в ошейник, позволяет непрерывно определять координаты питомца при помощи встроенного малогабаритного навигационного модуля. Он принимает сигналы ГЛОНАСС и передает эти данные на специальный сервер через каналы сотовой связи GSM. Таким образом, появилась возможность быть всегда в курсе, где находится собака. Новая разработка открывает широкие возможности использования системы ГЛОНАСС в различных сегментах рынка. Разработано несколько решений использования ГЛОНАСС в персональных автомобилях, грузовом, спец-, сельхоз- и пассажирском транспорте. Однако, выпуск устройства для индивидуального потребителя – это уникальный опыт в сфере телематики. Новая разработка позволит в дальнейшем использовать ее при создании массовых устройств, как для государственных учреждений, так и для обычного пользователя».

*08.09.2008 Мониторинг транспорта на базе технологий спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS «М2М телематика» и «Вымпелком» (торговая марка «Билайн») продолжают серию семинаров с демонстрацией услуги «Мониторинг транспорта», оказываемой на базе технологий спутниковых систем навигации ГЛОНАСС и GPS. За год совместной работы компании провели подобные мероприятия в Тамбове, Саранске, Липецке, Твери, Москве и ряде других городов.

*26.09.2008 ГЛОНАСС охватил Россию. 25сентября с космодрома Байконур в рамках Федеральной целевой программы ГЛОНАСС успешно стартовала ракета-носитель «Протон-М» с тремя космическими аппаратами «Глонасс-М». Каждый вывод отечественных навигационных спутников в космос приближает нас к заветной цели - формированию полноценной орбитальной группировки, покрывающей своими сигналами весь земной шар. Следующий важный рубеж - нарастить группировку до 24 спутников. Тогда система станет глобальной, охватывающей всю планету.

* 02.10.2008 Система ГЛОНАСС станет по-настоящему глобальной, когда будут выведены на орбиту еще 18 спутников. В целом, разработка приборов, которые будут использовать глобальную навигационную систему, завершена. Теперь дело за пополнением состава орбитальной группировки и за промышленностью, от возможностей которой зависит срок, в течение которого будут произведены эти приборы в необходимом количестве. Что касается космической группировки, то при выполнении планов в 2010 году мы должны ее развернуть полностью - порядка 15 космических аппаратов. А для того, чтобы ГЛОНАСС стала по-настоящему глобальной, нужно вывести на орбиту 18 спутников. В планах этого года - вывод шести аппаратов двумя запусками /один из них выполнен 25.09.2008, и в следующем году систему можно будет полноценно использовать".

*15.10.2008 Разработана методика паразитного подавления GPS или ГЛОНАСС. Исследовательская группа Корнуэлльского Университета (Великобритания) разработала компактное устройство для эффективного выведения подавления приемников спутниковых навигационных систем. Ее эффективность в борьбе с GPS продемонстрирована на практике. Для подавления используется паразитный генератор GPS-сигналов. Его основой является обычный карманный GPS-приемник. Он подвергся несложной модернизации таким образом, чтобы переизлучать с задержкой через собственную же антенну реальные сигналы реальных спутников GPS, только что им зарегестрированные. Переизлучаемые сигналы, которые регистрируют находящиеся поблизости обычные GPS-приемники, воспринимаются ими как «подлинные» сигналы спутника. В результате в определенные ими координаты вкрадывается существенная и в принципе контролируемая ошибка.

*10.10.2008 Россия обгонит Европу в создании глобальной системы навигации. Председатель правительства РФ Владимир Путин уверен, что глобальную навигационную систему Россия создаст быстрее, чем Европа. "Мы уже обогнали европейцев, и я уверен, что мы сделаем нашу глобальную систему быстрее, чем в Европе", - заявил В.Путин в четверг на встрече с фракцией КПРФ. Он напомнил, что государство вкладывает существенные средства в приоритетные сферы экономики. В частности, по его словам, на космос выделено дополнительно 58,2 млрд рублей, а на ГЛОНАСС - 31,5 млрд рублей. "ГЛОНАСС - это процентов 80 тоже космос. Одна группировка космическая должна быть создана в 30 спутников, и здесь мы приняли программу ускоренного развития.

*03.11.2008 РФ предлагает Кубе присоединиться к ГЛОНАСС. Россия предлагает Кубе присоединиться к глобальной системе ГЛОНАСС, заявил находящийся с рабочим визитом в Гаване министр связи и массовых коммуникаций России Игорь Щеголев. "Эта система позволяет решать многие задачи в народном хозяйстве в любой стране", - заявил министр на пресс-конференции, организованной в кубинской столице РИА Новости. "Мы предлагаем всем странам, которые захотят, присоединиться к этой системе. И, естественно, мы предложили это и по его словам, Кубе предоставляется вся необходимая информация по этой программе.

«ГЛОНАСС - действительно глобальная система, которая создается Россией не только для себя, но и для других государств», - сказал он.

*06.11.2008 ГЛОНАСС: из 17 спутников в составе группировки 16 уже работают в штатном режиме. По данным информационно-аналитического центра системы Глонасс, с возвращением временно находившегося на техобслуживании спутника №714 (23 позиция 3 орбитальной плоскости) в штатный рабочий режим, количество работающих аппаратов в группировке увеличилось до 16. 5 ноября 2008 года был введен в штатный режим эксплуатации спутник №725 (21 позиция 3 орбитальной плоскости), второй из трёх новых аппаратов, выведенных в космос 25 сентября 2008 года. Всего в системе числятся 17 аппаратов. Один спутник ожидает ввода в эксплуатацию. На момент подготовки материала контрольная станция системы в подмосковном Королёве при шести одновременно видимых спутниках определяла собственное местоположение с точностью около 5 м в плане.

*07.11.2008 При заходе на посадку в аэропорт «Кольцово» (Екатеринбург) пилоты смогут использовать систему ГЛОНАСС. При заходе на посадку в екатеринбургский аэропорт «Кольцово» пилоты смогут использовать систему спутниковой навигации ГЛОНАСС. Как сообщили ИТАР-ТАСС в пресс-службе аэропорта, с 18 декабря 2008 года здесь вводятся в действие новые схемы захода на посадку методом, основанным на спутниковой навигационной системе с использованием приемников ГЛОНАСС/GPS. «Аэропорт Екатеринбурга третий в России /после аэропортов Домодедово и Курумоч/ выполнил требования Росавиации, о реализации мер по переходу отечественного воздушного транспорта на международные стандарты в области авиационной деятельности», - рассказали в пресс-службе.

«Для экипажей воздушных судов это означает расширение возможностей выбора системы захода на посадку и повышение точности самолетовождения. Дополнительная система захода на посадку в районе аэродрома с использованием спутниковой навигации позволит повысить и уровень авиационной безопасности», - пояснил гендиректор «Кольцово» Кирилл Шубин.

 

XV. Терминология.

- БМС - бортовая многофункциональная система.

- КА - космический аппарат.

- ОГ орбитальная группировка.

- ИСЗ - искусственный спутник Земли.

- СРНС - спутниковая радионавигационная система.

- геостационарная орбита - (ГСО) — круговая орбита, расположенная над экватором Земли (0° широты), находясь на которой, искусственный спутник обращается вокруг планеты с угловой скоростью, равной угловой скорости вращения Земли вокруг оси, и постоянно находится над одной и той же точкой на земной поверхности. Геостационарная орбита является разновидностью геосинхронной орбиты и используется для размещения искусственных спутников (коммуникационных, телетрансляционных и т. п.)

- геосинхронная орбита - орбита вокруг Земли, для которой период обращения-находящегося на ней спутника равен звёздному периоду вращения Земли - 23час. 56мин. 4,1с.

Если такая орбита круговая и лежит в плоскости земного экватора, то спутник в небе практически неподвижен, и в этом случае его орбита называется геостационарной. Геостационарная орбита проходит на высоте 35 786 км. Спутник на геосинхронной орбите, наклонённой к экваториальной плоскости Земли, в течение суток описывает в небе восьмёрку

- Эффект Доплера - изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и движением приёмника. Его легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя проезжает машина с включённой сиреной. Предположим, сирена выдаёт какой-то определённый тон, и он даже не меняется. Когда машина не движется относительно наблюдателя, тогда он слышит именно тот тон, который издаёт сирена. Но если машина будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится (а длина уменьшится), и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издаёт сирена. В тот момент, когда машина будет проезжать мимо наблюдателя, тот услышит тот самый тон, который на самом деле издаёт сирена. А когда машина проедет дальше и будет уже отдаляться, а не приближаться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты (и, соответственно, большей длины) звуковых волн.

- Эфемериды (от греч. ephemeris, род. падеж ephemerídos — книжка для ежедневных записей, дневник), таблицы, сборники таблиц, содержащие значения переменных астрономических величин, предвычисленные для ряда последовательных моментов времени. Чаще употребляются Эфемериды, содержащие координаты звезд, планет, комет, искусственных спутников Земли и др., используемые при наблюдениях этих небесных объектов. Специальные Эфемериды содержат также сведения о скорости движения небесного тела, о его блеске, а также другую информацию, необходимую для организации наблюдений. Эфемериды вычисляются на основе математических теорий движения небесных тел.

-Эфемеридное время, равномерная шкала времени, соответствующая фундаментальным законам динамики И. Ньютона и определяемая гравитационной теорией движения Земли по орбите вокруг Солнца, разработанной в 19 в. С. Ньюкомом. За единицу измерения Эфемеридное время принята эфемеридная секунда, равная 1/31556925,9747 части тропического года. Начало шкалы Э. с. совпадает с полуднем 31 дек. 1899, когда средняя тропическая долгота Солнца, по теории Ньюкома, была равна 279°41' 48,04'' (это — фундаментальная эпоха планетных теорий Ньюкома, обозначаемая в астрономии 1900, январь 0, в 12 ч эфемеридного времени). Эфемеридное время как независимая переменная дифференциальных уравнений движения тел Солнечной системы, решаемых методами небесной механики, служит аргументом гравитационных теорий движения этих тел и вычисленных на их основе эфемерид (с чем связано и само название «Эфемеридное время»).

Эфемеридное время было введено в 1950 решением Парижской международной конференции по фундаментальным астрономическим постоянным. Величину расхождения DТ = ET — VT между Эфемеридное время ЕТ и всемирным временем VT, определяемым вращением Земли, неравномерность которого окончательно была доказана в 1935, можно вычислить, сравнивая момент всемирного времени, в который получены наблюдаемые координаты небесного тела, с моментом эфемеридного времени, для которого зфемеридные координаты совпадают с наблюденными. Анализируя расхождения между эфемеридными и наблюденными значениями долгот Луны, Солнца, Меркурия и Венеры, английским астроном Х. Спенсер-Джонс в 1939 нашел, что эти расхождения изменяются пропорционально скорости видимых движений светил. Таким образом оказалось, что для получения поправки Эфемеридное время DТ с максимальной точностью целесообразно использовать наблюдения Луны, движущейся по небу быстрее других светил. Спенсер-Джонс вывел по наблюдениям Луны принятую позже (в 1952) Международным астрономическим союзом формулу для вычисления AT в секундах:

DТ = + 24,349 + 72,318 Т + 29,950 T2 + 1,82 144 В,

где Т — промежуток времени, протекший от фундаментальной эпохи до данного момента, выраженный в юлианских столетиях по 36525 сут, а В — расхождение между вычисленными и наблюденными значениями долготы Луны (флуктуация долготы Луны). Флуктуацию В определяют из наблюдений явления покрытий звезд Луной и по измерениям положений Луны относительно звезд. Определение поправок (Т составляет важную задачу современной астрономии. Таблицы значений поправки для различных эпох приводятся в астрономических ежегодниках.

Появление высокостабильных эталонов частоты и связанных с ними шкал атомного времени дает возможность получить практически точное приближение к Эфемеридное время при помощи шкалы Международного атомного времени IAT, формируемой Международным бюро времени в Париже: ET = IAT + 32,18 сек.