Использование СНРС в целях навигации особенно эффективно. Одним из важных вопросов для разработчиков является создание приемоиндикаторов для СРНС, ему уделено большое внимание в последнее десятилетие. Среди основных проблем, стоящих перед разработчиками приемоиндикаторов СРНС, в настоящее время выделяются следующие:
• Широкое использование в приемоиндикаторах GPS алгоритмов оптимальной фильтрации, а также новых технологий, что позволит существенно повысить их эффективность и улучшить тактико-технические характеристики, а также позволит решать принципиально новые задачи (например, такие, как определение пространственной ориентации летательного аппарата, автоматический заход на посадку до касания, автоматизированную дозаправку топливом в полете, полеты в плотных боевых порядках и др.).
• Повышение достоверности навигационных определений по СРНС. Эта проблема решается двумя главными путями:
1. обеспечение целостности СРНС, т.е. исключение использования неисправных спутников. Для решения данной задачи предполагается запуск 34 геостационарных спутников, расположенных в плоскости экватора (это обеспечивает охват большей части Земли), с одновременной организацией специального канала GIC (Greatest Integrated Channel) для передачи информации о целостности. В приемоиндикаторе она может решаться автономно (технология RA1M – Receiver Autonomic Integrated Monitoring) и с использованием дифференциальных методов;
2. повышение помехоустойчивости приемоиндикаторов, в том числе в условиях воздействия преднамеренных помех. Этот путь включает: улучшение алгоритмов обработки сигналов, обеспечивающих снижение порогового отношения сигнал/шум, пространственно-временную обработку сигналов и комплексирование СРНС с другими системами (объединение ИНС и приемоиндикаторов CPНС NAVSTAR в единые бортовые системы для обеспечения максимальной точности, надежности и непрерывности выдачи пилогажно-навигационных параметров, а также для высокочастотного (100-600 Гц) ввода данных в автопилоты при относительно низких частотах выходов GPS (1-10 Гц)).
• Повышение точности навигационных определений до предельно малых значений. Эта проблема решается прежде всего использованием дифференциальных и относительных методов навигации (технология DGPS – Differential GPS), в значительной степени обеспечивающих компенсацию общих для всех потребителей систематических ошибок. Основное направление повышения точности связано с использованием, наряду с информацией, заключенной в огибающей принимаемого сигнала, фазовой информации, содержащейся в его высокочастотном (ВЧ) заполнении. При этом главная возникающая трудность состоит в разрешении неоднозначности измерений.
• Обеспечение таких потребительских свойств приемоиндикаторов, как компактность, дешевизна аппаратуры и т.д. Среди множества путей решения и их важных проблем одноэтапный алгоритм, использование группирования отсчетов, позволяющие сократить требования к процессору и др.
В настоящее время на базе системы ГЛОНАСС предполагается создание Единой глобальной системы координатно-временного обеспечения (ЕС КВО). Кроме спутниковой системы, ЕС КВО включает:
• Государственную систему Единого времени с эталонной базой страны;
• Государственную систему и службу определения параметров вращения Земли;
• систему наземной и заатмосферной оптической астрометрии;
• космическую геодезическую систему и др.
Среди основных направлений развития можно выделить повышения точности навигационных определений за счет создания глобальной системы отсчета, использующей самоопределяющиеся навигационно-геодезические спутники без привлечения измерений с поверхности Земли и решение вопроса о возможности системы обеспечивать предупреждение пользователей о тех моментах времени, когда система не должна использоваться для навигационных определений.
Возможным решением проблемы является интеграция двух спутниковых радионавигационных систем — ГЛОНАСС и GPS. Можно выделить четыре основных направления модернизации СРНС ГЛОНАСС:
• улучшение совместимости с другими радиотехническими системами;
• повышение точности навигационных определений и улучшение сервиса, предоставляемого пользователям;
• повышение надежности и срока службы бортовой аппаратуры спутников и улучшение целостности системы;
• развитие дифференциальной подсистемы.
Целый ряд предпосылок существенно облегчает интеграцию двух систем, в частности, приводя лишь к незначительному усложнению и удорожанию комбинированных приемников ГЛОНACC-GPS. К таким предпосылкам можно отнести:
• схожесть принципов синхронизации и измерения навигационных параметров;
• малое различие в используемых системах координат;
• близкий частотный диапазон;
• общность принципов баллистического построения;
• готовность правительств России и США предоставить системы для использования различными потребителями мирового сообщества.
Для обеспечения работы в дифференциальном режиме создаются подсистемы CPНС, которые подразделяются на широкозонные, региональные и локальные. В России наиболее активно развивается последний тип дифференциальных подсистем.
К настоящему времени определились три основных класса локальных дифференциальных подсистем (ЛДПС) СРНС:
• морские, для обеспечения мореплавания в проливных зонах, узкостях и акваториях портов и гаваней в соответствии с требованиями Международной морской организации;
• авиационные, для обеспечения захода на посадку и посадки воздушных судов по категориям Международной организации гражданской авиации;
• локальные, для геодезических, землемерных и других специальных работ.
Распоряжением Президента РФ от 18.02.99 г. поручено Правительству РФ принять меры по безусловному сохранению и развитию КНС ГЛОНАСС и увеличению количества пользователей системы. Во исполнение этого распоряжения Правительство РФ в 22.03.99 г. приняло постановление, в котором определена ответственность федеральных органов исполнительной власти за поддержание и развитие КНС ГЛОНАСС и представлен План первоочередных мероприятий по сохранению и развитию КНС ГЛОНАСС. В соответствии с этим документом разработана Программа поддержания и развития КНС ГЛОНАСС на период до 2003 года, в которой предусматриваются мероприятия по безусловному сохранению КНС ГЛОНАСС, а так же ускоренное оснащение отечественного парка пользователей, работающих одновременно по сигналам от двух систем: ГЛОНАСС и GPS. Программа развития космической навигации России базируется наследующих принципах:
• Модернизация КНС осуществляется поэтапно с учетом реальных возможностей промышленности и бюджетного финансирования;
• Государство гарантирует международному сообществу поддержание КНС с требуемыми характеристиками на период до 2010 г.;
• Разработка и эксплуатация системы учитывает возможность сотрудничества с другими странами в части координации использования КНС. внедрения передовых технологий, элементной базы;
• Навигационный сигнал КНС ГЛОНАСС сертифицирован на соответствие международным стандартам;
• Точностные характеристики КНС (СКО) в пределах 1-10 м обеспечиваются с применением дифференциального режима измерений, свыше 10 м в режиме прямой навигации;
• Выполнение требований по целостности и оперативному оповещению потребителей о состоянии системы осуществляется с помощью оперативного канала мониторинга целостности системы.
Долговременная программа развития КНС реализовывается по следующим укрупненным этапам.
• Этап 1 (до 2003 г.).Поддержание КНС ГЛОНАСС на минимально допустимом уровне запусками КА «Глонасс», 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 .
• Этап 2 (до 2005г.).Развертывание на базе КА Глонасс-М рабочей орбитальной группировки до 18 КА, 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 OPS. Разработка и создание маломассогабаритного КА Глоиасс-К.
• Этап 3 (до 2010 г.).Развертывание штатной орбитальной группировки на базе маломассогабаритного КА Глонасс-К. 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.
Чем севернее, тем точнее. У ГЛОНАСС большие перспективы в Арктике
