Возможно ли отключить Россию от GPS

 

Константин Крейденко, занимающий должность главреда журнала «Вестник ГЛОНАСС», поделился своим мнением по поводу возможности отключения России от GPS. Эксперт считает, что при желании отключение ее от навигационных спутников GPS возможно, но техническая реализация данного шага слишком сложна, не говоря уже о финансовых и репутационных потерях компании.

Это произошло на фоне рекомендаций Росавиации быть готовыми к потенциально возможному отключению системы GPS. Роскосмос также сообщил о намерениях направить в соответствующие инстанции предложения касательно замены абонентского оборудования, эксплуатирующегося авиационной отраслью, с GPS на ГЛОНАСС.

Говоря о технических аспектах вопроса, Крейденко пояснил, почему такая задача является трудновыполнимой. Дело в том, что отключение РФ повлечет одновременное отключение половины всей группировки, которую после пролета России необходимо снова включать и заново тестировать.

Он пояснил, что работа российского ГЛОНАСС основана на 24 спутниках, расположенных на трех орбитах высотой порядка 19 тыс. км. У конкурентов спутников больше, и для точного определения координат и остальных характеристик одновременно потребуется минимум 3 аппарата.

США располагает тремя станциями на экваторе, отвечающими за управление остальными спутниками. Сами аппараты не зафиксированы в какой-то точке над землей, а вращаются вокруг нее со скоростью 2 оборота в сутки. Таким образом, отключить спутники над Россией невозможно, отключение затронет огромную площадь, накрывающую территории сопредельных государств. Такие отключения неизбежно затронут ту же Индию или Японию, что повлечет за собой огромные репутационные риски.

Намного проще реализовать не отключение, а создание помех. Такая тактика применяется при необходимости скрывать перемещение высокопоставленного государственного лица. Аналогичное решение облюбовали и мошенники, проезжающие бесплатно по платным трассам.

Выставить помеху для определенной территории намного проще, также можно использовать способ подмены сигнала. Так как они являются открытыми, то вопрос заключается лишь в поиске необходимого кода, структуры сигнала с последующей простановкой неверных координат.

Москва ощутила глобальный сбой в работе GPS

 

14 июня жители и гости столицы столкнулись с глобальным сбоем, помешавшим работе приложений, использующих GPS-навигацию. Согласно сообщениям владельцев устройств, использующих такие приложения, в центральном районе они начинали неверно определять местоположение, считая, что их владельцы находятся вблизи Шереметьево.

Один из пользователей поинтересовался у сервиса «Яндекс.Карты», почему они неожиданно сообщают туристам, что те находятся в Шереметьево, тогда как в реальности они передвигались совершенно по разным районам Москвы. В ответ сервис сообщил, что никакого отношения к возникшей ситуации они не имеют и с их стороны приложение функционирует исправно. Позже «Яндекс.Карты» опубликовали сообщение, что аналогичные сбои позиционирования наблюдались у ряда приложений, работающих в связке с GPS, например Apple Maps.

Подобные проблемы возникают уже не в первый раз. Еще 6 лет назад москвичи стали отмечать, что в районе Кремля устройства начинают терять спутник, выдавая неверное геоположение, совершенно не соответствующее действительности. Это создавало проблемы в первую очередь гостям столицы, которые в силу неправильно определяющегося положения не могли воспользоваться услугами такси.

В интернете была даже выдвинута теория, что в районе Кремля установлены глушители связи, которые и являются причиной появления сбоев геолокационных устройств. Официальный ответ озвучил Дмитрий Песков, сообщивший, что в Кремле нет каких-либо «глушилок», влияющих на появление сбоев с нарушением позиционирования. Позже данный вопрос автомобилисты задали спецслужбам, а также Федеральной службе охраны. К сожалению, получить ответ они не смогли, а GPS по-прежнему отказывается корректно работать возле Кремля.

Системы GPS столкнулись с проблемой хронометража

Для качественной и безопасной работы Интернета, а также систем, в которых он задействован, важен точный хронометраж. Для определения точного времени многие системы используют спутниковую связь и GPSD. Это специальная компьютерная программа для сбора данных с приемника глобальной системы позиционирования. В частности, данное приложение используется для получения и обработки данных о точном времени и координатах.

GPSD используется NTP-серверами, автомобильными навигаторами, дронами, различными встраиваемыми и мобильными устройствами, навигационным оборудованием, которое руководит работой военной, авиационной и морской техники.

В протоколе GPSD была обнаружена серьезная ошибка, которая могла бы привести к непредсказуемым последствиям. Речь идет о самопроизвольном переключении времени на март 2002 года, то есть время бы сдвинулось на 19 лет назад. Ошибка должна была проявиться 24. 10 2021 года. Это бы привело к очень серьезным проблемам в работе систем, которые задействуют службу GPSD. В частности, пользователи могли бы столкнуться с проблемами аутентификации, сбоями в механизмах проверки доступа и др.

К счастью, ошибка была своевременно обнаружена и устранена в выпуске GPSD 3.23. Пользователям, которые используют данный протокол в работе оборудования, было предложено срочно установить обновление и тем самым предотвратить сбой.

Своим мнением по данному вопросу поделился Стивен Дж. Воган-Николс на страницах специализированного издания ZDNet. Земное время не является абсолютным, так как скорость вращения планеты непостоянна. Международная служба International Systems Service отслеживает данные изменения и каждые несколько лет корректирует показатели времени путем добавления високосной секунды. Благодаря ей можно синхронизировать эталонные мировые атомные часы с астрономическим временем.

Для синхронизации используется UTC — стандартная система всемирного координированного времени. UTC используется сетевым протоколом времени в NTP, то есть в Интернете. NTP обеспечивает синхронизацию устройств, которые подключены к Интернету.

NTP серверы синхронизированы с атомными часами и благодаря этому способны определить время. Протокол NTP состоит из первичного и вторичного уровней. Первичные серверы синхронизируются с национальными службами времени через модем, спутниковую или радиосвязь. Вторичные серверы синхронизированы с первичными.

Серверы первого уровня синхронизируются с атомными часами за счет использования GPSD. Данный протокол позволяет отслеживать координаты, скорость GPS-навигаторов, а также время. В коде была выявлена ошибка, связанная с откатом времени. Он был запланирован на ноябрь 2038 года, но вместо этого мог сработать в октябре нынешнего года.

В протоколе GPS есть счетчик недель. Он отсчитывает недели с января 1980 года. Каждые 1023 недели происходит перенаполнение счетчика и номер недели обнуляется. Это обусловлено тем, что номер недели GPS сигнала использует 10-битный код с максимальным значением 1023. Сдвиг времени  —  прогнозируемое событие, которое уже происходило в 1999 и 2019 годах. Следующее должно было произойти в 2038 году. Производители отслеживают эти события и используют специальные обработчики, чтобы предотвратить откат времени и сбой. Из-за ошибки этого могло не случиться, то есть время бы самопроизвольно откатилось назад и многие системы перестали бы работать корректно.

Гэри Миллер, который является сотрудником службы технического сопровождения GPSD, смог выявить наличие неисправности, что позволило своевременно внести изменения в код. В августе нынешнего года была выпущена новая версия с исправлениями. Однако даже это не может полностью исключить риски сбоев. Это происходит по нескольким причинам. Первая — наличие устройств, которые используют старые версии GPSD. В них исправления не будут внесены автоматически , то есть пользователям нужно самим позаботиться о проверке хронометража и обновлении протокола. В противном случае, по мнению Гэри Миллера, компания рискует столкнуться с серьезными проблемами из-за сбоя в определении времени.

К слову, в настоящее время внедрен новый формат GPS-сообщений. Теперь вместо 10-битного кода используется 13-битный. Благодаря ему увеличивается интервал между обнулениями счетчика недель. Следующее перенаполнение ожидается в 2137 году, что позволяет уменьшить риски возникновения сбоев в работе NTP-серверов и подключенного оборудования.

Какие альтернативы есть у ГНСС

Система GPS используется с 1995 года, и с тех пор не утихают дискуссии по поводу ее безопасности. Даже появление других глобальных навигационных спутниковых систем не закрыло вопрос о потенциальной уязвимости данной технологии.

США и другие крупнейшие страны мира использует GPS в гражданских и военных целях. На сайте американского правительства сказано, что почти все новые объекты военного назначения снабжены GPS. Один из самых ярких примеров использования спутниковой навигации в военных целях — операция «Буря в пустыне», которая была организована США. Благодаря спутниковому определению координат повысилась точность бомбардировок, эффективность поисково-спасательных работ. Через спутник стало проще организовать передвижение техники и сухопутных войск. С тех пор прошло 30 лет, но GPS до сих пор удерживает лидерство и используется при планировании военных операций.

Уязвимости GPS

В 2018 году в правительственном докладе Великобритании был поднят вопрос об уязвимости применения GPS-навигации для координации военных объектов. Военные сигналы GPS оснащены защитным M-кодом. Эта технология основана на том, что спутник отправляет сигнал в зашифрованном виде. Он недоступен обычным пользователям и может быть расшифрован только устройствами, которыми пользуются военные.

Зашифрованные сигналы передаются на более высокой мощности. Это препятствует их глушению и дает защиту от помех, которые могут быть случайными или намеренными. Аппараты спутниковой навигации расположены на высоте более 20 тысяч километров. После отправки мощность сигнала постепенно падает. Пока сигнал достигнет земли, он сильно ослабевает, поэтому его легко заглушить. К ухудшению приема сигнала приводят сложный рельеф местности, неблагоприятные погодные условия, наличие на участке крупногабаритных зданий и сооружений.

Развитие спутниковой навигации

Зная преимущества и недостатки систем спутниковой навигации, разные государства стремились усовершенствовать данную технологию и внедрить ее в повседневную жизнь. Великобританией был организован проект Marinav. Его цель — улучшение работы британской морской инфраструктуры, создание надежных PNТ для морских судов и портов. В рамках проекта велось исследование наземных технологий PNT. Их задача — определение точного местоположения судов при их приближении к порту с погрешностью не более 10 метров.

Специалисты изучали различные технологии навигации на большие территории. Одной из таких технологий стала eLoran. Это усовершенствованная модель системы радионавигации Loran, которая была создана еще в годы II мировой войны. Технология была основана на том, что скорость распространения радиоволн равна скорости света. Радиоимпульс передавался на частоте 90-110 кГц каждые 0.5 секунды. На каждой станции устанавливались два излучателя сигнала. Расстояние между ними — 10 морских миль. Если корабль расположен на одинаковых отрезках от обоих передатчиков, то прием импульсов происходил одновременно и они совпадали по фазе. Если судно находилось ближе к северному передатчику, то сигнал достигал приемника быстрее, чем от южного передатчика. Если рассчитать разницу во времени приема сигналов от северного и южного передатчиков, можно определить местоположение корабля относительно каждого излучателя сигнала. Зная расстояние между ними, можно построить график и рассчитать координаты судна. Местонахождение корабля будет там, где сойдутся оси северного и южного передатчиков.

Как менялась технология

К концу 2000-х на смену Loran пришла технология eLoran. Она задействует те же частоты, однако сама работа построена иначе. Для охвата территории используются три датчика вместо двух. Они установлены на определенном удалении. Излучатели в совокупности транслируют восемь импульсов, каждый с перерывом в миллисекунду. Импульсы от всех передатчиков должны передаваться на одинаковой частоте, а это значит, что не получится транслировать сигнал в один и тот же момент. Сначала первый передатчик отправляет свою группу сигналов, потом второй, третий. Задержка времени, которая возникает перед отправкой импульсов с разных излучателей, называется задержкой излучения. Она появляется после завершения цикла групповых сигналов, после чего передача импульсов возобновляется.

Разработчики системы eLoran из компании Hellen Systems отмечают, что данная технология по многим параметрам превосходит GPS. К примеру, при отправке сигнал GPS имеет мощность 48. 8 Вт. Когда он дойдет до земли, мощность очень сильно уменьшается. Она станет равна одной миллионной от одной миллиардной ватта. У eLoran импульсы в пять млн раз сильнее GPS. Благодаря использованию низких частот радиоимпульсы eLoran могут обходить препятствия. Импульсы проникают в сооружения, под землю или под воду. У передатчиков eLoran дальность действия составляет 1162 км. Чтобы покрыть территорию, равную площади Британии, достаточно установить пять передатчиков.

В настоящее время отключенные передатчики Loran есть во многих странах Европы. Законсервированные станции также имеются в США, Канаде, Корее, Индии и других государствах. Специалисты Hellen Systems подчеркивают, что устаревшая инфраструктура нуждается в обновлении. Это связано с новыми требованиями, которые предъявляются к антеннам в тех зонах, где нужна устойчивая PNT без использования спутниковой связи.

Европейское космическое агентство оценило перспективы применения eLoran на территории Европы. Данная система навигации рассматривается как альтернатива системам спутниковой навигации и дополнение PNT от Galileo. В то же время специалисты подчеркивают, что eLoran не может использоваться как единственно возможная технология. Она может стать частью мировой PNT, которая включает в себя разные виды навигационных систем. Такой подход обеспечивает эффективность и стабильность предоставления геопространственной информации.

Направления развития GPS на текущий год: Центр аэрокосмических и ракетных систем планирует модернизировать глобальную спутниковую систему навигации GPS

Офицер Р. Колберн, управляющий отделением радиоэлектронного противодействия, исполнительный руководитель серии мер по улучшению глобальной спутниковой системы навигации GPS, Центр космических и ракетных систем Военно-воздушных сил Соединенных Штатов Америки

Всемирная спутниковая система навигации США GPS приобретает все большую популярность. Порядка 4 млрд клиентов со всего Земного шара пользуются американской системой для получения спутниковой информации высокой точности и надежности. Повсеместное применение сигналов рассматриваемой системы стало неотъемлемой частью повседневной жизни каждого из нас и влияет на нее только позитивно.

Не один десяток лет выполняются установленные условия координатно-временного и навигационного обеспечения штатских, торговых и исследовательских объединений. Чтобы поддержать распространение использования GPS по нашей планете, власти и Управление программы GPS стали делать внушительные денежные вложения для поэтапного расширения функционала компонентов американской системы.

 

Направления развития всемирно известной спутниковой системы навигации США

Стратегия обновления предполагает рассмотрение ряда решений на разных стадиях выполнения, что позволяет улучшить координатно-временное и навигационное обеспечение во всех составляющих комплекса. Сегодня модернизируются все 3 системных компонента (орбитальный, наземный, потребительский) с целью расширения функционала GPS. Вместе с тем обновляется орбитальная группировка системы для обеспечения доступности по меньшей мере 24 космических аппаратов в 95% ситуаций.

Помимо этого, мы все время пытаемся обнаружить альтернативные пути развития, вырабатывая похожие и не имеющие аналогов стратегии. Мы пытаемся построить инфраструктуру повышенной надежности и устойчивости. Наши специалисты пытаются определить эффективный функционал всей архитектуры американского комплекса для расширения функционала координатно-временного и навигационного обеспечения.

“Мы обеспечиваем выполнение установленных требований по КВНО высокой точности штатских, торговых и исследовательских объединений.”

 

Основные направления развития в текущем году

Орбитальный компонент

GPS III была с успехом запущена для повышения боеспособности и гарантий надежности для клиентов любых категорий. Проект планомерно расширяет свои возможности со стартом Falcon 9 с 1-й ступенью многократного использования для решения задач по гарантированию госбезопасности в космосе.

Запланированный на начало лета старт SV05 будет реализован с задействованием РКН Falcon 9, 1-я ступень которой с успехом вернулась после старта спутника SV04.

Космический корабль SV05 позволит расширить системную орбитальную группировку и получить повышенную точность и лучшие рабочие показатели. Этот аппарат отправляет сигнал L1C, который обеспечивает взаимную дополняемость с сигналами иных комплексов, штатский сигнал L5 и позволяет добиться улучшения показателей в разрезе защиты от помех. Для потребителей-военнослужащих SV05 будет 24-м аппаратом, который передает сигнал M-Code для обеспечения возможности перейти ко схеме начального использования этого сигнала.

 

Наземный компонент

Текущий сезон будет определяющим для обновления современного наземного комплекса управления GPS OCX, в который вскоре войдет основательно модернизированная сеть из 17 распределенных по всей планете мониторинговых пунктов. Данные станции будут осуществлять прием полного комплекса сигналов системы, в том числе современных военных и штатских сигналов L2C и L5.

OCX будет и дальше использовать симулятор GPS для проверки ПО. В это же время OCX будет и в дальнейшем заменять используемые сейчас устройства на техинструменты Hewlett-Packard для их монтажа в зонах применения. Со дня начала использования OCX наладят связь с расположенными на земле антеннами для прямого контроля группировки и прочих компонентов наземного управляющего комплекса. К примеру, с ГАИС, которая сделает доступными в нужное время навигационные данные для потребителей. Ожидается, что для старта и начала использования GPS III SV05 станут применять систему раннего тестирования и управления запуском.

GPS OCX 3F выступает разновидностью основной вариации OCX для выполнения требований, которые относятся к GPS IIIF. OCX 3F по-прежнему будет обратно совместима с действующими комплексами для контроля всей группировки GPS и расширения функционала GPS IIIF в дальнейшем, например, повышения защиты от помех благодаря местному увеличению мощностных характеристик военного сигнала и получения возможности оперативного перераспределения средств наземного управляющего комплекса при военной атаке на размещенные на земле станции. Договор на разработку OCX 3F подпишут в ближайшее время.

 

Потребительский компонент

В скором времени завершится испытание M-Code GPS в условиях эксплуатации на 2-х прошедших авторизацию платформах согласно 1-му этапу Плана по разработке навигационного оснащения потребителей-военнослужащих. Проверка для сухопутных подразделений будет организована на разных разновидностях военной бронемашины Stryker.

Одновременно с этим американский морпех будет применять многофункциональную бронированную машину JLTV для организации испытательных работ в условиях эксплуатации. В любой ситуации будут оцениваться показатели навигационного оборудования пользователей в условиях, близких к эксплуатационным. До 31.12.21 г. согласно 1-му этапу Плана по созданию навигационного оснащения потребителей-военнослужащих будет поставлена аппаратура для начала эксплуатации в будущем году обновленных платформ, способных осуществлять работу с M-Code – эсминцы и военные самолеты Б-2 Военно-воздушных сил Соединенных Штатов Америки.

 

Объединение компонентов комплекса

Данные комплексы постоянно развиваются, и мы делаем все возможное для их объединения для выполнения всех требований, описанных в действующих стандартах. Чтобы проводить испытательные работы и управлять техническими возможностями, чтобы проектировать систему и планировать стратегию, власти и бизнесмены из разных экономических сфер должны действовать совместно, что позволит на 100% реализовать функционал интеграции.

В 2021 г. произойдет масса важнейших мероприятий, и весь коллектив GPS при участии подрядных организаций постарается обеспечить получение, использование и обслуживание всех функций GPS. Задача предельно ясна – продолжить соблюдение “золотого стандарта” координатно-временного и навигационного обеспечения для потребителей со всего Земного шара.

Центр аэрокосмических и ракетных систем, находящийся на базе Военно-воздушных сил Соединенных Штатов в калифорнийском городе Эль Сегундо, считается центром современных разработок по созданию космических комплексов для военных целей. Деятельность Центра связана со стартами аппаратуры, всемирно известными спутниковыми системами навигации, боевыми космическими кораблями связи, комплексом кораблей, выполняющих задачи метеорологии, ИК комплексами космического базирования, ситуационной осведомленностью в космосе.

 

 

Космические силы США заявили о покупке двух новых космических кораблей GPS

Американские Космические силы (SMC – Центр ракетно-космических систем Космического командования Военно-воздушных сил США. Размещается на базе Военно-воздушных сил “Лос-Анджелес”, шт. Калифорния. Находится в подчинении у Космического Командования Военно-воздушных сил США, размещаемого на базе Военно-воздушных сил “Петерсон”, шт. Колорадо) приобретают у фирмы Lockheed Martin 2 дополнительных космические корабля GPS за 511 млн $. Договор был оформлен в начале октября, однако об этом публично не объявляли, так как это был опцион, который исполнили в рамках сделки 2-летней давности.

Центр космических и ракетных систем провел опцион на приобретение 2 космических кораблей GPS 3F, заявил известному информагентству представитель пресс-службы 10.12.20 г.

GPS 3F является новейшей моделью космических аппаратов, предоставляющих услуги глобального позиционирования, навигации и синхронизации. Они обладают цифровой навигационной полезной нагрузкой, а их сигналы имеют повышенную защиту от помех и глушения, по сравнению с предыдущими моделями.

В начале осени 2018 г. американские Военно-воздушные силы договорились с Lockheed Martin о приобретении 22 космических кораблей за 7,2 миллиарда долларов. 26.09.18 г. фирме были перечислены 1,3 миллиарда долларов за 2 космических корабля GPS 3F, получивших известность как спутники № 11 и 12.

Последний договор имеет отношение к спутникам № 13 и 14. Их цена – 511 миллионов долларов – оказалась ниже, чем у моделей № 11 и 12, так как в соглашении на 2018 г. упомянуты издержки на разработку.

Американские Космические силы купили спутники GPS 3F № 13 и 14 после того, как в начале 2020 г. конструкция корабля была полностью проверена. По словам сотрудника SMC, в программе применялся высокоинтенсивный процесс, длящийся 12 месяцев и подтвердивший, что конструкция спутников отличается сниженным риском.

Американские Космические силы, кроме того, отметили, что новейшая модификация GPS 3F обладает надежной защитой от помех и глушения, поисково-спасательной полезной нагрузкой, которую разрабатывали при участии канадской стороны, новой полезной нагрузкой с лазерным ретрорефлектором и обновленной системой поиска ядерной детонации.

Организация из США SpaceX запустила космический аппарат навигации GPS 3-го поколения

30.06.20 г. организация из США SpaceX запустила в космос спутниковый аппарат навигации GPS 3-го поколения, используемый для нужд Космических сил Америки. Такое сообщение компания сразу после запуска опубликовала в своей соцсети.

Как упоминается в публикации организации, руководителем которой является бизнесмен И. Маск, согласно подтвержденным данным, ввод в действие аппарата с GPS-3 успешно завершен.

Это случилось приблизительно спустя 90 минут после запуска. Ракета-носитель Falcon 9 со спутниковым аппаратом навигации отправилась с космодрома на флоридском мысе Канаверал в 16.10 по времени Восточного побережья Америки (23.10 по московскому времени). Сотрудники компании вернули назад 1-ю ступень ракеты-носителя в целях вторичного использования. Данный компонент Falcon 9 опустился на особую площадку на дистанционном управлении, размещенную в Атлантике близ флоридских берегов.

Это 3-я по счету отправка на орбиту космического аппарата навигации GPS 3-го поколения. Впервые подобная спутниковая единица была запущена SpaceX в конце 2018 г. Организация заявляла в то время, что аппарат предназначался для американских Военно-воздушных сил. Также в организации рассказывали, что спутниковая единица была создана в целях “отправки данных о местонахождении, навигации и времени” в 3 раза более точно и при достижении “в 8 раз более высокой устойчивости к помехам”, если сравнивать с предыдущими модификациями.

Следующий космический аппарат 3-го поколения был запущен в конце лета прошлого года тоже для удовлетворения потребностей американских Военно-воздушных сил организацией из Америки United Launch Alliance. Сегодня в состав орбитальной группировки GPS Америки числится 31 космический аппарат.

25-летие американской спутниковой системы навигации

27.04.20 г. GPS отпраздновала серебряный юбилей. Точно к этой дате 25 лет назад система стала отличаться 100% эксплуатационной готовностью, иными словами, соответствовать всем условиям производительности. Космическое командование военно-воздушных сил Америки сделало официальное объявление об этом через 3 месяца.

Изначально созданная для военнослужащих, которым необходимо было рассчитывать свои точные координаты на поле боя, система превратилась в технологическое решение, оказывающее влияние на жизнь огромного количества землян.

Как заявил генерал Д. Рэймонд, руководитель космических операций американских Космических сил и первое лицо Космического командования Америки, неизменная цель космических сил страны – гарантировать сохранение у национальной спутниковой навигационной системы статуса образца международного космического позиционирования, навигации и времени.

В настоящее время американские космические силы используют собственные спутники в составе национальной системы GPS в качестве международной утилиты.

По словам бригадного генерала Д. Берт, руководителя Космических сил по операциям и связям, помимо базовых функций, которыми могут пользоваться военнослужащие, американская глобальная спутниковая система навигации обеспечивает поддержку экономической, транспортной, с/х инфраструктуры. GPS отличается постоянной доступностью: ее можно использоваться как для транзакций в банкомате, так и для поддержания безопасности карпулинга.

Военные функции системы в первый раз были протестированы во время боевых действий в начале 90-х гг. прошлого века при выполнении военных миссий “Щит пустыни” и “Буря в пустыне” Войскам союзников GPS помогла быстро сориентироваться в кувейтских и иракских пустынных районах.

На заре 21 века при выполнении военных миссий “Несокрушимая свобода” и “Иракская свобода” роль системы в бою стала более значимой. К примеру, она обеспечивала доставку боеприпасов прямого нападения под управлением навигации с повышенной точностью и минимизацией ущерба.

В настоящее время, кроме перечисленных и прочих функций, пилоты выполняют операции по восполнению запасов посредством доставляемых с парашютом так называемых “умных поддонов”.

В состав оперативной группировки системы сегодня входит 31 космический аппарат, при этом она все время совершенствуется и обновляется, что обеспечивает ее устойчивость.

Первый космический аппарат серии GPS III, названный Vespucci, отправился на орбиту 23.12.18 г.

Вторая эскадрилья космических операций на военно-воздушной базе Шривер (Колорадо) в конце марта этого года взяла на себя управление вторым космическим кораблем GPS III, названным “Магеллан”.

GPS III старается удовлетворять новым пользовательским требованиям и отвечать на возникающие угрозы с высоким уровнем безопасности, невредимостью сигнала и точностью. Космические аппараты GPS III характеризуются повышенной точностью, они лучше защищены от помех и могут эксплуатироваться в 2 раза дольше, что выгодно отличает их от кораблей предыдущих серий. Они созданы с учетом современных технологических решений и требований миссии, которые постоянно меняются.

Как известно, в начале 90-х гг. прошлого века РФ тоже разработала собственную эффективную глобальную спутниковую систему навигации. Так, в 1993 г. система из 12 космических аппаратов “Глонасс” начала эксплуатироваться, а к декабрю 1995 г. количество аппаратов было доведено до штатного состава (24 единицы), и система смогла полноценно конкурировать с США в сфере глобальной спутниковой навигации. Космические корабли ГЛОНАСС способствовали обеспечению постоянной глобальной навигации военных и гражданских пользователей благодаря применению 2-х разновидностей сигналов: обычной точности для гражданских пользователей и повышенной точности для военных пользователей. По сферам использования и структуре ГЛОНАСС можно сравнить с космической системой навигации США Navstar. Показатели обеих систем на выходе были практически идентичными.

В КНР создан достойный аналог GPS и ГЛОНАСС

 

В КНР полностью завершен процесс установки ключевых компонентов глобальной системы навигации “Бэйдоу”. Такую информацию предоставило известное информагентство, ссылающееся на слова руководителя Управления спутниковыми системами навигации Китая Ж. Чэньци.

Специалист сообщил о завершении процесса настройки ключевых параметров китайской глобальной системы навигации “Бэйдоу”. В прошлом году посредством 7 ракет запустили десять космических аппаратов. Формирование спутниковой системы Бэйдоу-3 на средневысокой околоземной орбите полностью завершилось. Это говорит о том, что процесс установки ключевых компонентов системы навигации “Бэйдоу-3” можно считать завершенным.

Чэньци утверждает, что летом текущего года будут запущены еще 2 космических аппарата. После этого “Бэйдоу” будет считаться полностью сформированной.

Эксперт также рассказал о том, что обслуживание на основе глобальной системы навигации КНР “Бэйдоу” имеет спрос в 120 государствах и регионах планеты.

Во второй декаде последнего месяца прошлого года в КНР с успехом запустили 2 космических аппарата системы. Как отмечал в то время ведущий конструктор “Бэйдоу” Я. Чанфэн, это событие стало свидетельством благополучного завершения процесса вывода всех 24 космических аппаратов сети на среднюю околоземную орбиту и окончания работы по формированию главного спутникового созвездия в пределах данной группировки.

“Бэйдоу” является разрабатываемым КНР глобальным комплексом навигации, который будет считаться достойным аналогом GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия). Как ожидается, в наступившем году “Бэйдоу” будет оказывать обслуживание в области навигации потребителям из всех уголков планеты.

Перспективы развития в 2020: улучшение рабочих показателей GPS

Полковник Д. Клэкстон

Старший по объединению программ координатно-временного и навигационного обеспечения, Центр космических и ракетных систем американских Военно-воздушных сил

Вот уже четыре десятилетия глобальный спутниковый комплекс навигации GPS по праву считается настоящим эталоном в сфере координатно-временного и навигационного обеспечения не только для американских граждан, но и всей планеты. Сегодня эта система настолько прочно вошла в жизнь каждого из нас, что мы это просто перестали замечать. Кроме того, большинство людей на нашей планете считает, что система GPS находится в постоянном доступе, как и, к примеру, электричество либо вода в кране, и это само собой разумеется.

Однако эта доступность системы GPS – результат сложнейшей работы, выполняемой Управлением программы GPS, а также организациями-партнерами. В следующие 1,5-2 года предположительно будут поэтапно улучшаться эксплуатационные характеристики всех элементов обновленной системы GPS III, разрабатываемых в период с 2007-2009 по 2019 гг. Учитывая все корректировки, вносимые в структуру Центра аэрокосмических и ракетных систем (начало использования SMC 2.0), можно утверждать, что программу GPS в очень скором времени ожидают глобальные перемены. Далее разберем самую свежую информацию по всем элементам программы.

 

Сведения о стадиях выполнения программ

  1. GPS III

В части космического компонента обновленной системы GPS были с успехом решены задачи, определенные в 2018 г. Космический аппарат SV01 “Веспуччи” был запущен 23.12.18 г. в интересах каждого, кто имеет непосредственное отношение к GPS. Специалистам, разрабатывавшим систему GPS III, посчастливилось реализовывать данный проект совместно с лидерами рынка. Орбитальная проверка этого спутника закончилась в середине лета прошлого года. Ее итоги стали подтверждением соответствия заявленных изначально показателей действительности. С наступившего года контролировать и управлять космическим аппаратом SV01 будет 14-я воздушная армия американских Военно-воздушных сил, а не SMC. После этого будут проведены летные испытания спутника, а эксплуатировать его начнут в середине весны текущего года.

Космический аппарат SV02 “Магеллан” отправили на орбиту 22.08.19 г. посредством ракеты-носителя Delta IV Medium фирмы United Launch Alliance – новейшей модели ракет-носителей этого типа. Кораблю удалось достичь заданной высоты, проверочные мероприятия на орбите прошли в первые недели осени. Как ожидается, SV02 станет следующим космическим аппаратом, который начнут эксплуатировать в текущем году.

Космические аппараты SV03 и SV04 были приняты у компании Lockheed Martin 16.05.19 г. и 10.09.19 г. Как ожидается, они будут запущены в начале весны и в середине лета этого года соответственно.

Сложности все же есть – эту область деятельности нельзя назвать простой – но специалисты, создающие GPS III, намерены достичь всех поставленных целей: улучшить и оптимизировать самое крупное производство космических аппаратов в Минобороны, с успехом провести пусковые мероприятия, чтобы повысить рабочие показатели и эффективность системы, обеспечить доступ пользователей к “глобальному” гражданскому сигналу L1C.

 

  1. GPS IIIF

Была начата работа над созданием первых 2-х космических аппаратов GPS IIIF, результаты которой, скорее всего, повторят успех проектирования GPS III. Проект по производству космических аппаратов GPS IIIF в течение 12 месяцев рассматривается ответственными органами. Процедура рассмотрения подойдет к концу в начале весны этого года. Так как производитель Lockheed Martin одновременно изготавливает 2 серии космических аппаратов GPS, важно заметить, что GPS IIIF будет выгодно выделяться за счет значительного сокращения продолжительности сборочных, установочных и проверочных мероприятий за счет усовершенствования серийного выпуска на базе производственного опыта GPS III.

Кроме того, на проекте GPS IIIF основывается предложение SMC по стандартизации совместных решений и процедур для разных проектов в целях улучшения качественных характеристик, ускорения поставок и минимизации расходов. С учетом проектов по приобретению 22 космических аппаратов и сроков поставок в течение пятнадцати лет для программы согласовали стратегию по использованию перспективных технологических решений, а также подготовили почву для совместной работы с Исследовательской лабораторией американских Военно-воздушных сил, чтобы вовремя перейти к новейшим решениям, которые соответствуют будущим потребностям американских Вооруженных сил. Особенно заметен прогресс, который был достигнут GPS IIIF, на пути к повышению основных эксплуатационных показателей и следующим запускам. Первый космический аппарат типа GPS IIIF будет доставлен на орбиту ориентировочно через 6 лет.

 

  1. Наземная система управления последней версии GPS OCX

В течение всего 2019 г. применялись компоненты наземной системы управления последней версии OCX Block 0, чтобы гарантировать контроль над системой в процессе пусковых мероприятий и летных испытаний двух кораблей GPS III SV01 и SV02, проходящих сейчас проверки на орбите, которые будут осуществляться до их присоединения к штатной группировке. Кроме того, подошел к концу процесс разработки программы для OCX Block 1, что гарантировало переход программы с этапа разработки на этап интеграции, проверки, а впоследствии и запуска системы. Инвестиции в программу за 2018 и 2019 годы, нацеленные на ее развитие и улучшение процессов производства, являются результативными и делают возможным проведение измерений в режиме онлайн для принятия решений на основе имеющейся информации и оперативного получения программного кода лучшего качества. В итоге, с OCX больше проблем не возникает. Она превращается в масштабную, сложную программную систему, столкновение которой с некоторыми трудностями и рисками неизбежно. Однако на сегодняшний день мы располагаем всеми нужными средствами для того, чтобы гарантировать стабильность ее рабочих характеристик.

 

  1. Поддержание имеющегося намного комплекса управления GPS

Имеющиеся инфраструктурные возможности наземного комплекса управления GPS OCX стабильно развиваются для того, чтобы поддерживать “эталон” системы в сфере координатно-временного и навигационного обеспечения. Это обеспечит бесперебойную работу системы до использования технологического решения следующего поколения. Самое крупное обновление наземного комплекса управления за все время существования GPS, получившее название Версия 7.5, было проведено весьма успешно. Оно предполагает виртуализацию сети, использование двухфакторной аутентификации, бесперебойное взаимодействие с глобально размещенными наземными станциями и улучшение шифрования полетной информации.

Поскольку было важно снизить вероятность появления возможных угроз и повысить уровень безопасности киберпространства, в качестве платформы отслеживания GPS OCX была введена система кибербезопасности Red Dragon (RDCSS), чтобы объединить информацию, анализировать ее и информировать о любых проблемах. Результатом этого стала разработка производительной и действенной системы для выявления, разбора и составления отчетности об инцидентах, имеющих связь с безопасностью.

Помимо этого, в конце лета прошлого года произошло объединение Red Dragon с системой по обеспечению безопасности киберпространства для компаний космической направленности, что обеспечило создание устойчивого многоуровневого комплекса защиты для сохранения функциональности системы GPS.

 

  1. Навигационное потребительское оборудование

Весь 2019 год американские военные испытывали навигационные платы GPS последнего поколения, позволившие оптимально решать задачи, в которых рассчитываются координаты и время. 1-я плата для военного навигационного потребительского оборудования прошла сертификацию в 2019 г. Сегодня применяются основные технологические решения для создания иных разновидностей плат для GPS-приемников, которые используются разными системами вооружения оборонного ведомства. Результаты этой колоссальной работы стали кульминацией практически 20-летней деятельности по обновлению военного навигационного потребительского оборудования. В скором времени будут применяться платформы, способные взаимодействовать с военным сигналом M-Code – бомбардировщик Б-2 Военно-воздушных сил, универсальная бронемашина JLTV Корпуса морской пехоты, эсминец серии “Арти Бёрк” Военно-морских сил, боевая бронемашина Stryker – для проверки данных технологических решений.

В рамках 2-го этапа развития навигационного потребительского оборудования последнего поколения, который находится на стадии выполнения, будет проведена масштабная работа в сфере определения требований для оружия высокой точности, модульного переносимого устройства, плат и элементов со сниженными параметрами массы и габаритов и потребления энергии. С военным навигационным потребительским оборудованием последней версии оборонное ведомство и все категории войск смогут на протяжение длительного времени эффективно и быстро решать задачи навигации.

 

Проекты     

Объединение функционала обновленных решений GPS III в части базовых американских проектов – главная цель Управления проекта GPS, которое предлагает обслуживание координатно-временного и навигационного обеспечения Вооруженным силам Америки и обычным потребителям. Прямо сейчас дорабатываются планы, объединяются текущие проекты и развивается сотрудничество между проектными командами, чтобы гарантировать стабильное совершенствование и непрерывное оказание высококачественного обслуживания.

 

Проект по подготовке к отправке в космос

Специалисты, отвечающие за отправку космических аппаратов в космос, добились результатов колоссального значения в конце 2018 г. Это было выдающееся достижение первопроходцев. Произошел успешный запуск космического аппарата SV01 GPS III, 1-го спутника последней версии. Центр аэрокосмических и ракетных систем вел сотрудничество со SpaceX для доставки в космос спутникового аппарата SV01 посредством ракеты-носителя Falcon 9. Это стало для SpaceX стартовым запуском спутника для обеспечения государственной безопасности. Аппарат отправили в космос под управлением OCX Block 0, первым действующим компонентом инфраструктуры наземного комплекса управления последнего поколения.

Это выдающееся достижение стало реальным благодаря очень тесному взаимодействию, нацеленности на результат и объединению усилий специалистов из разных команд, отвечающих на все моменты – космические аппараты, полезную нагрузку, отправку на орбиту, контроль, отслеживание сигналов, закупки, использование, контрольные проверки и проч. Сейчас полетом спутника SV01 стала управлять команда подготовки к использованию, однако это не говорит о том, что у команды подготовки к отправке на орбиту теперь мало забот.

В конце лета объединение усилий команд, отвечающих на программу полетов, подготовку к отправке в космос и работе на орбите, сделало возможной доставку на орбиту корабля SV02 с максимальной точностью, и сейчас команда подготовки к отправке в космос вносит корректировки в процесс с учетом имеющегося опыта, так как вскоре, уже в наступившем году, будут запущены еще 3 аппарата. Помимо этого, ведется серьезная работа по созданию программы отправки на орбиту космического корабля GPS IIIF.

 

Проект по подготовке к использованию

Так как 2 аппарата GPS III уже отправлены в космос, настал подходящий момент для реализации проекта по интеграции, который был создан и утвержден в рамках программы модернизации GPS III в 2018 г. К сегодняшнему дню подошел к концу процесс обновления действующего наземного комплекса управления, что обеспечивает управление 1-м кораблем GPS III. Как ожидается, его летные проверки закончатся в первые месяцы текущего года, а введен в работу он будет в середине этой весны. Все участвующие в процессе команды и фирмы выразили свою готовность, и, поскольку обновление действующего наземного комплекса управления подошло к концу, наступило подходящее время для полноценного использования этих аппаратов и демонстрации их расширенных возможностей пользователям. Предполагается, что за несколько месяцев данные возможности пройдут проверку в реальных условиях и будут подготовлены к эксплуатации.

 

Проект по задействованию в работе военного сигнала M-Code

Так как обновление действующего наземного комплекса управления подошло к концу, полноценное использование сигнала M-Code сейчас определяется вводом в действие системы ранней эксплуатации военного сигнала M-Code GPS в наземном комплексе управления, внедрением на глобально размещенных станциях оборудования обслуживания сигналов, типом программы целевого планирования, созданием военного навигационного пользовательского оборудования 1-го этапа, объединением военных платформ и операционализацией наземного пользовательского оборудования для космической эксплуатации. Финальная цель – улучшение способности Объединенного центра космических операций выдавать реакцию на внезапно появляющиеся и склонные к переменам потребности военных пользователей, которые сталкиваются с серьезными врагами. Мы работаем над сохранением совместной работы с представителями Стратегического командования, Космического командования и теми, кто пользуется системой GPS в Вооруженных силах Америки и иных странах.

 

Подведение итогов

Участвовать в реализации проектных решений GPS сегодня – почетно и увлекательно. Власти и исполнители приложили неимоверные усилия для того, чтобы создать условия для объединения и сотрудничества для результативного и стабильного координатно-временного и навигационного обеспечения военных и гражданских потребителей, используя возможности решений GPS III. Мы можем наслаждаться уникальными возможностями современного мира во многом благодаря GPS.