Валерий Агеев
ГЛОНАСС – единственная система в мире, которая предоставляет доступ к гражданскому сигналу глобального позиционирования по всему миру на безвозмездной основе. Фото Юргена Трютлера
В марте этого года гендиректор государственной корпорации «Роскосмос» Дмитрий Рогозин отметил, что в качестве одной из санкций власти Соединенных Штатов рассматривают возможность отключения Российской Федерации от американской навигационной системы GPS. Что это могло бы значить для нашей страны?
Цифровая трансформация экономики во всем мире требует точной временной синхронизации процессов и достоверной информации о пространственном положении объектов. Глобальные навигационные спутниковые системы – самые точные на сегодня средства решения этих задач. Спутниковые группировки формируют искусственное радионавигационное поле. В мире существует несколько крупных систем спутниковой навигации. Наиболее продвинутые из них – американская GPS, европейская Galileo и российская ГЛОНАСС.
Встретились американец, европеец и русский
Американская GPS. История создания Global Positioning System (GPS) ведет свое начало с 1973 года. Управление совместных программ, входящее в состав Центра космических и ракетных исследований США, получило указание Министерства обороны США разработать, испытать и развернуть навигационную систему космического базирования.
Результатом работы стала система, получившая первоначальное название NAVSTAR (NAVigation System with Time And Ranging). Уже из названия системы следовало, что она предназначена для решения двух главных задач – определения мгновенного положения и скорости потребителей (навигации) и синхронизации шкал времени. Поскольку инициатором создания GPS стало Министерство обороны США, то предусматривалось и решение задач обороны и национальной безопасности. Отсюда еще одно раннее название – оборонительная система спутниковой навигации (Defense Navigation Satellite System – DNSS).
Штатная орбитальная группировка GPS состоит из 32 основных космических аппаратов (КА). Они расположены на шести круговых орбитах. Дополнительно на некоторых орбитах может находиться один или два резервных КА. Высоте орбит 20 200 км соответствует период обращения 11 ч 58 мин, то есть орбиты КА GPS являются синхронными.
Европейская Galileo. Глобальная навигационная спутниковая система Galileo создана Европейским союзом для обеспечения независимости стран – членов в сфере координатно-временного и навигационного обеспечения. Эта программа по созданию глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) официально была утверждена в 1994 году.
Было принято решение развивать два направления. Первое – функциональное дополнение систем GPS и ГЛОНАСС – European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS). Второе направление – создание собственной ГНСС, предназначенной для гражданского. В 1999 году европейский проект по созданию ГНСС получил название Galileo.
Орбитальное построение Galileo предполагает, что на трех круговых орбитах высотой 23 222 км с периодом обращения 14 час. будет 30 космических аппаратов. Используются 24 КА, по два космических аппарата в каждой орбитальной плоскости – резервные. Такая конфигурация группировки выбрана исходя из гарантированного обеспечения требований по точности и доступности при минимальных затратах на коррекцию орбиты.
Российская ГЛОНАСС. Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) – российская спутниковая система навигации, предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования. ГЛОНАСС – единственная система в мире, которая предоставляет доступ к гражданскому сигналу глобального позиционирования в двух частотных диапазонах L1 и L2 потребителям по всему миру на безвозмездной основе.
Основа ГЛОНАСС – 25 космических аппаратов, которые движутся в трех орбитальных плоскостях, по 8 аппаратов в каждой плоскости с высотой орбит 19 100 км и периодом обращения 11 час 15 мин 44 с.
Выбранная структура орбитальной группировки обеспечивает движение всех КА по единой трассе на поверхности Земли с ее повторяемостью через 8 суток. Такие характеристики обеспечивают высокую устойчивость ГЛОНАСС, что практически позволяет обходиться без коррекции орбит космических аппаратов в течение всего срока их активного существования.
Один из примеров применения глобальной спутниковой навигации – система ЭРА-ГЛОНАСС (Экстренное реагирование при авариях). Ее основная задача – определение факта дорожно-транспортного происшествия и передача данных на сервер реагирования. При аварии автомобиля установленный на нем навигационно-телекоммуникационный терминал автоматически определяет координаты, устанавливает связь с серверным центром системы мониторинга и передает данные об аварии по каналам сотовой связи оператору.
Необходимость внедрения системы ГЛОНАСС – это вопрос обеспечения национальной безопасности и повышения эффективности деятельности в самых разных сферах общественной жизни, поэтому в актуальности ГЛОНАСС сомневаться не приходится.
Жизнь без GPS существует
Технически отключить Россию от GPS очень сложно. Орбитальная группировка GPS не может выборочно отключаться в направлении России и не отключаться в направлении других континентов, других стран. Заставить Россию отказаться от собственной системы тоже невозможно, мы можем запускать спутники самостоятельно: элементная база доступна и позволяет создавать их внутри страны.
Если GPS будет отключена, то ГЛОНАСС можно отключить только одним способом – сбивать русские спутники с орбиты. Америка на данный момент таким оружием не обладает.
Конечно, при отключении GPS есть одно уязвимое место – обычные смартфоны, которые сегодня умеют работать со всеми системами. Та же Qualcomm добавляет поддержку всех спутниковых систем навигации в свои чипсеты. И надавить на Qualcomm вполне можно, чтобы она убрала поддержку ГЛОНАСС. Но даже если такое решение будет принято, сделать это моментально невозможно, разработка новых чипов – процесс небыстрый, у нас есть как минимум пара лет до физического исчезновения ГЛОНАСС в чипсетах. Кроме того, смартфоны будут иметь поддержку других спутниковых систем, они будут работать и показывать координаты. Для гражданского применения этого хватит за глаза.
Для обновления отечественной космической группировки предполагается запуск нескольких навигационных спутников ГЛОНАСС нового поколения в 2022 году. Это будут космические аппараты нового поколения – ГЛОНАСС-К» и ГЛОНАСС-К2. Новые космические аппараты ГЛОНАСС-К2 обеспечат точность навигации менее 30 см.
На первый взгляд и по докладам чиновников, с реализацией системы ГЛОНАСС в России все в порядке. Спутники летают, Землю мониторят, людей спасают. Однако и здесь есть свои подводные камни.
Что подрезает ГЛОНАСС крылья?
Остановимся на проблемах с ГЛОНАСС в авиации. Несмотря на приказ Минтранса, обязывающего авиакомпании оснащать самолеты системой ГЛОНАСС, они этого могут и не делать. Почему?
Во-первых, в воздушном законодательстве РФ отсутствуют требования об обязательном оборудовании даже воздушных судов отечественного производства системой ГЛОНАСС, не говоря уже об иностранных самолетах.
Во-вторых, стоимость установки сертифицированной аппаратуры ГЛОНАСС/GPS для коммерческих воздушных судов составляет от 100 тыс. долл. и выше в зависимости от класса оборудования. И должны платить эту сумму производители самолетов, что очень сомнительно.
Если гипотетически все самолеты иностранного производства оснастят системой ГЛОНАСС, их придется сертифицировать в соответствующих сертификационных органах Европы, США, Южной Америки, ведь установка такого оборудования потребует внесения изменений в конструкцию каждого типа судов, что может стоить десятки миллионов долларов для каждого типа. Кто это будет делать и кто платить?
Наконец, только 107 аэродромов из 182 в РФ оснащены системой ГЛОНАСС. Сколько надо еще денег, чтобы всю аэродромную сеть России оснастить этой системой?
В общем, спутниковые системы навигации – это дорогое удовольствие для любой страны: США, Китая, России или Евросоюза. Поэтому страны стараются объединять свои усилия, когда спутники одной системы могут дополнять другую. Так, Россия активно сотрудничает в этом направлении с Китаем. Предполагалось, что аналогичные шаги будут сделаны с Европой и Америкой, но теперь на них, кажется, можно поставить крест.
комментарии(0)