Уходящий 2022 год для отечественной системы ГЛОНАСС юбилейный. 40 лет назад были запущены первые спутники системы. Прошедшие годы только укрепили правильность решения и взятого курса на глобальную навигацию, услуги которой сегодня являются обязательным условием социально-экономического развития.
Дальнейшее распространение услуг глобальной навигации на повседневную жизнь определяется развитием космического комплекса, управляемого Решетневской фирмой. С какими сложностями пришлось столкнуться отечественной системе навигации за время своего существования, в каких отраслях жизни она оказалась наиболее востребованной – об этом в своем интервью расскажет Сергей Карутин, генеральный конструктор системы ГЛОНАСС.
– На юбилей принято подводить итоги. Сергей Николаевич, каких результатов добилась система ГЛОНАСС и насколько она важна? В чем заключаются ее основные задачи?
– Спутниковая навигация присутствует практически во всех сферах нашей повседневной жизни. Мы строим маршруты движения, используя навигационный приемник, встроенный в обычный смартфон. Вышки сотовых операторов принимают сигналы навигационных спутников, что позволяет им синхронизировать свою работу при трансляции данных на высокой скорости. Беспилотная сельхозтехника значительно увеличивает производительность обработки плодородных земель. Благодаря высокой точности в установлении координат обеспечивается слаженная работа служб спасения при экстренном реагировании на ДТП. Эти и многие другие процессы становятся доступными благодаря работе российской системы ГЛОНАСС.
ГЛОНАСС является первой системой, предоставляющей обычным потребителям сигналы навигации в двух частотных диапазонах. Это определило направление развития высокоточных технологий в строительстве, геодезии, сельском хозяйстве, картографии, а также в стремительно развивающейся отрасли беспилотного транспорта.
Современная отечественная экономика переживает этап цифровой трансформации, что требует высокой точности при синхронизации каждого процесса, построения детальной модели пространства, в котором проходит наша деятельность. Отвечая на данный запрос, ГЛОНАСС обеспечивает передачу национальной временной шкалы UTC(SU) и геоцентрической системы координат ПЗ-90.
Российская система ГЛОНАСС делает нас независимыми в области навигации. Это обеспечивает необходимые условия для планомерного социально-экономического развития, безопасности и обороны, проведения научных изысканий.
Стоит отметить, что космические спутники ГЛОНАСС – это сложные высокотехнологичные, многофункциональные аппараты, работающие на средних орбитах. В основе работы наиболее гуманной космической системы поиска и спасания КОСПАС-SARSAT лежит платформа наших спутников для размещения своих передатчиков, что позволяет получить глобальное покрытие всей земной поверхности.
Важный факт: при проведении летных испытаний передатчик спутника «Глонасс-К» №11Л спас жизни экипажа и пассажиров вертолета, который потерпел крушение в горах Канады. Нашей навигационной системой действительно можно гордиться.
– Насколько развитие ГЛОНАСС позволило повысить точность навигации? Какие сейчас параметры у системы?
– Точность позиционирования по сигналам ГЛОНАСС повышается планомерно, отвечая на актуальные требования потребителей. Изначально погрешность в определении координат системой составляла около 20 м. В 2009 году был создан модернизированный наземный комплекс управления, что обеспечило переход на технологию эфемеридно-временного обеспечения без запросов. Космический комплекс позволил уменьшить погрешность навигации до 2,8 м. Но потребители проводят оценку точности по-своему. Им важна точность при определении их координат, а этот параметр находится под влиянием геометрии орбитальной группировки, среды передачи сигналов спутников, условий приема этих сигналов оборудованием потребителя и его особенностями. В совокупности все эти факторы позволяют потребителям устанавливать координаты, применяя наиболее простую одночастотную аппаратуру, получая погрешность до 9,5 м. Если исключить влияние среды распространения в многочастотном оборудовании, погрешность снизится втрое – до 3,5 м.
Над дальнейшим повышением точности работают функциональные дополнения – с их помощью можно определять координаты с точностью до 0,03 м. Перспективы их развития – тема отдельного разговора, сегодня хотелось бы отметить достижения, которых удалось добиться основе всей системы: космическому комплексу.
– Какие критерии лежат в основе определения качества услуг ГЛОНАСС, и на каком уровне они находятся?
– Основными количественными параметрами навигационной услуги ГЛОНАСС выступают точность, доступность для потребителей, стойкость к помехам и рабочая зона. Действующие спутники на орбите обеспечивают моментальную всепогодную навигацию глобального масштаба с вышеназванными погрешностями. Но при этом должно соблюдаться условие приема потребителем сигналов со спутников, расположенных выше 5° над уровнем горизонта с любого направления.
В то же время, для основной массы потребителей необходимо обеспечить навигацию с точностью до 2 м в окружении плотной городской застройки. Это значит, что показатель минимального угла приема сигналов должен быть увеличен в пять раз – до 25° над уровнем горизонта. Чтобы получить подобные параметры, в прошлом году стартовало проектирование высокоорбитального космического комплекса ГЛОНАСС. За основу была взята платформа спутника «Глонасс-К».
Требование повысить устойчивость к помехам навигационной услуги стало актуальным не так давно. Основным фактором стало активное применение персональных устройств постановки этих помех. Самый простой прибор, обеспечивающий маскирующие помехи мощностью 0,1 Вт, подключенный к бортовой сети электропитания авто, способен подавить навигационное поле в радиусе до 3 м. Для решения данной задачи потребуется внедрение нового поколения приемников навигации.
– Насколько широким является использование услуг ГЛОНАСС в масштабе последнего десятилетия? В какой сфере можно наблюдать наиболее активный скачок роста за последние годы?
– Услуги ГЛОНАСС находят практическое применение в основном в области связи и телематики. В последнее время наблюдается активный рост рынков геодезических приборов, систем автоуправления сельхозтехникой. Не менее активно идет развитие строительства и энергетики, однако масштабы данного рынка несколько уступают всем вышеперечисленным областям.
– Каких успехов удалось достичь в работе по импортозамещению комплектующих спутников навигации?
– Все проходит планомерно: на орбите находятся три спутника «Глонасс-К», разработанных и собранных в рамках проекта импортозамещения, который стартовал в 2014 г.
– Сергей Николаевич, какие преимущества будут у высокоорбитального сегмента? Что планируется в его создании и на каком этапе проходят работы в данный момент?
– В наших планах – запуск шести аппаратов «Глонасс-В» в трех плоскостях. Это позволит получить нужную доступность в городах, а также увеличит на 25% точность навигации в России и Восточном полушарии. Создание аппаратов «Глонасс-В» происходит на базе «Глонасс-К», эти спутники будут транслировать только новые сигналы с кодовым разделением.
Сегодня специалисты Решетневской фирмы работают над разработкой эскизных проектов данного космического комплекса. В следующем году стартует этап разработки рабочей документации, после чего можно будет перейти к созданию первых спутников.
– Какие перспективы в развитии спутников и всей системы ГЛОНАСС вы можете назвать?
– Ко всему вышесказанному хотелось бы добавить тенденции в сокращении стоимости и унификации. Спутники «Глонасс-М» эксплуатируются более двух гарантийных сроков активного использования, в связи с чем последний аппарат данного поколения 7 лет был в резерве на Земле. По этой причине, проектируемые сегодня технические решения должны закрывать потребности пользователей как в 2040 г., так и в будущем. Аппараты IVпоколения, «Глонасс-К2», более сложные и многофункциональные. Их замена при условии выработки ресурса только одной из целевых нагрузок, экономически не рациональна. Поэтому проектирование малого спутника, который можно поместить в одной орбитальной позиции с основным аппаратом IVпоколения, сделает более гибким применение ресурса всего комплекса и минимизирует затраты.
Знаковым для российской системы позиционирования стал конец 1976 года, когда было принято специальное постановление правительства. Согласно ей на свет появилась оборонная навигационная система «Ураган». Ее стартовый спутник был выведен на орбиту в октябре 1982 г. В силу своей трудоемкости вывести на орбиту работоспособное оборудование в количестве 12 единиц получилось только весной 1991 г. Спустя два года российская система навигации была принята в эксплуатацию, что дало определенный толчок в развитии и значительно ускорило процесс – всего 3 года спустя был получен полный комплект космических аппаратов (24 единицы), обеспечивающих полноценную работу системы.
