Архивы Навигация - Новостной блог

Россия и КНР стали партнерами в сфере спутниковой навигации

В. Путин побывал с деловым визитом в Пекине, где между РФ и КНР было подписано 16 важных межправительственных соглашений. Они укрепят связи между государствами в разных областях. Одним из этих документов стало соглашение о партнерских отношениях в сфере спутниковой навигации. Китайская система Beidou начнет совместную работу с ГЛОНАСС. Сделка была заключена 4.02.2022. Сторонами сделки стали госкорпорация «Роскосмос» и китайское ведомство, которое курирует работу глобальной спутниковой навигации.

При взаимном дополнении обеих крупных систем спутникового мониторинга объектов можно добиться более высокой точности позиционирования и тем самым усовершенствовать качество сервиса. Такой подход также уменьшает риски получения некорректной информации из-за сбоев, вызванных поломками отдельных спутниковых аппаратов. В соглашении есть пункт о необходимости согласования системных шкал времени рос. системы с той, которая действует в КНР. Согласование будет проводиться, отталкиваясь от шкалы UTC, которая используется разными государствами.

В целом в ходе визита рос. президента в Пекин обсуждались различные вопросы, касающиеся сотрудничества между государствами. Обе страны заявили о своей готовности строить тесные партнерские отношения, которые основаны на уважительном отношении и мирном урегулировании разногласий.

Космический корабль “Глонасс” новейшей конфигурации будет запущен позже с плесецкого космодрома

Доставку на орбиту космического корабля навигации новейшей конфигурации “Глонасс-К” с плесецкого космодрома, которую все время откладывали с первых дней весны, перенесли на середину осени, поведал популярному информагентству работник ракетно-космического сегмента.

В начале августа иной собеседник информагентства в космической сфере заверил, что отправка отложена до конца лета – начала осени.

По его словам, отправка в космос спутникового аппарата “Глонасс-К” перенесена на середину осени, предположительно – на 17.10.20 г. Технические проблемы, которые могли бы препятствовать этому, пока отсутствуют.

То есть, по заверению собеседника информагентства, отправка в космос произойдет после доставки на орбиту с плесецкого космодрома 3-х космических аппаратов связи “Гонец-М”, намеченной на 24.09 либо на 29.09 этого года. Старт “Глонасс-К” и 3-х “Гонцов-М”, как ожидается, будет выполнен с использованием ракет-носителей “Союз-2.1б” с модулями разгона “Фрегат”.

Пилотная спутниковая единица “Глонасс-К” была отправлена в космос 9,5 лет назад и сегодня подвергается летным испытаниям. Другой “Глонасс-К” стартовал почти 6 лет назад, и вот уже 4,5 года он эксплуатируется по прямому назначению. В конце этой зимы сотрудник организации “Информационные спутниковые системы им. Решетнева” Р. Фаткулин поведал, что в ближайшие два года на орбиту доставят 9 спутниковых единиц “Глонасс-К”.

Отличия спутниковых единиц новейшей конфигурации “Глонасс-К” и “Глонасс-К2” от аналога устаревшего поколения “Глонасс-М” заключаются в увеличении количества передаваемых сигналов навигации (5 – у “Глонасс-М”, 7 – у “Глонасс-К”, 9 – у “Глонасс-К2”) и расширенном эксплуатационном ресурсе (“Глонасс-М” может прослужить семь лет, “Глонасс-К” и “Глонасс-К2” — десять).

Сейчас в состав орбитальной группировки глобальной спутниковой системы навигации России ГЛОНАСС входят 27 кораблей (25 “Глонассов-М” и 2 “Глонасса-К”), из которых 23 эксплуатируются по прямому назначению, 1 подвергается летным испытаниям, еще 1 – техобслуживанию, 2 считаются запасными. Чтобы на 100% покрыть Землю сигналами навигации ГЛОНАСС, необходимо задействовать 24 спутниковых аппарата.

Анализ региональной спутниковой системы навигации Индии IRNSS

Региональная спутниковая система навигации Индии IRNSS является самостоятельной системой, которая используется для передачи геопространственных данных о координатах на территории Индийского субконтинента. Проект был создан ISRO (компанией, занимающейся в Индии изучением космоса) и согласован индийскими властями 14 лет назад. Планировалось, что он будет реализован и начнет работать в 2016 г.

Система обеспечивает покрытие Индии и территории до 1,5 тысяч км от границы этой страны. Кроме того, она обслуживает увеличенную территорию, находящуюся между главной зоной и областью, которая заключена в прямоугольник от 30 градусов ю. ш. до 50 градусов с. ш. и от 30 градусов в. д. до 130 градусов в. д.

IRNSS разрабатывалась, в основном, для уменьшения зависимости от зарубежной навигации и предоставления Индии самостоятельного доступа к высокоточной информации по времени и навигации в круглосуточном режиме.

Региональная спутниковая система навигации Индии является практически полным аналогом американской и российской систем. Отличается она от них лишь тем, что является региональной, в то время как системы из РФ и США – глобальные.

Актуальное состояние орбитальной группировки:

SVN

Модификация космического аппарата

Когда был запущен

Орбита

1001

IRNSS-1A

1 июля 2013 г.

Наклонная геосинхронная 55 градусов восточной долготы

1002

IRNSS-1B

4 апреля 2014 г.

Наклонная геосинхронная 55 градусов восточной долготы

1003

IRNSS-1C

15 октября 2014 г.

Геостационарная 83 градуса восточной долготы

1004

IRNSS-1D

8 марта 2015 г.

Наклонная геосинхронная 111,75 градуса восточной долготы

1005

IRNSS-1E

20 января 2016 г.

Наклонная геосинхронная 111,75 градуса восточной долготы

1006

IRNSS-1F

10 марта 2016 г.

Геостационарная 32,5 градуса восточной долготы

1007

IRNSS-1G

28 апреля 2016 г.

Геостационарная 129,5 градуса восточной долготы

1009

IRNSS-1I

11 апреля 2018 г.

Наклонная геосинхронная 55 градусов восточной долготы

Из перечисленных 7 космических аппаратов 3 располагаются на геостационарной орбите над Индийским океаном, 4 – на геосинхронной наклонной орбите 29 градусов, если ориентироваться на плоскость экватора. Они расположены именно так для того, чтобы все 7 аппаратов имели постоянную радиодоступность со станций контроля Индии.

Орбитальная группировка NavIC:

Пять космических аппаратов на геосинхронной орбите

Число плоскостей

Наклон

29 градусов

Пересечение плоскости экватора

55 градусов и 111,75 градуса восточной долготы

Три космических аппарата на геостационарной орбите

Число плоскостей

Наклон

5 градусов

Пересечение плоскости экватора

32,5 градуса, 83 градуса, 129,5 градуса восточной долготы

В середине весны 2016 г., после последней отправки на орбиту, индийский глава кабинета министров Н. Моди изменила название системы на NavIC, что в переводе на русский – навигация через созвездие Индии.

В ходе каргильских военных действий в 1999 г. армия Индии искала возможности получения сведений о расположении войск Пакистана. Америка могла бы их предоставить, но не сделала этого. В тот момент Индия осознала необходимость разработки собственной системы навигации.

Систему в первый раз представили 13 лет назад. Она должна была полноценно заработать в 2012 г., однако по ряду причин это не случилось. Первый из 7 космических аппаратов запустили лишь 7 лет назад.

Аппараты региональной спутниковой системы навигации Индии проектировались и разрабатывались ISRO. Габариты одного спутника – 1,58х1,5х1,5 м., вес без топлива – 598-614 кг. Полностью заправленный спутник весит примерно 1425 кг.

Он оборудован 2 развертываемыми солнечными панелями с ультра-тройными солнечными компонентами, которые генерируют суммарную мощность 1660 Вт. Энергия накапливается за счет единственной АКБ емкостью 90А/ч, а система бортовой радиоэлектронной техники контролирует расход энергии и заряд аккумуляторной батареи. Спутниковая платформа имеет вид трех осей, которые стабилизируются посредством системы нулевого импульса, содержащей моторы-маховики, корректирующие двигатели на основе магнитов и устройства подруливания для контроля ориентации. В сумме на каждом спутнике размещено 12 устройств подруливания. Получение навигационной информации обеспечивается посредством солнечных, звездных трекеров и инерциальных измерений. Этим способом космический аппарат может достичь высокой точности наведения.

Двигатель для больших орбитальных регулировок и апогейного маневрирования имеет в составе жидкостный реактивный мотор, который включается в орбитальном апогее. Он создает тягу 440 Ньютонов и применяет смешанные азотные оксиды в роли горючего и несимметричный диметилгидразин в роли окислителя. Двигательная установка функционирует при соотношении смеси 1,65 и при соотношении сопел 160. Форсунка мотора является коаксиальным вихревым компонентом, изготовленным из титана, а тяговый отсек произведен из радиоактивно охлаждаемого сплава из ниобия. Двигательная установка имеет сертификат на продолжительные запуски до 3 тысяч сек. Горючее содержится в емкостях в форме сферы, находящихся под гелиевым давлением.

Региональная спутниковая система навигации Индии имеет 3 составляющие: космическая, наземная, пользовательская.

Первая содержит комплект из 7 космических аппаратов, 3 из которых расположены на геостационарной орбите, 4 – на геосинхронной.

Вторая составляющая имеет отношение к техобслуживанию и использованию спутниковой группы. В его составе – Главный центр управления для контроля спутников и навигации, станции восходящей связи и телеметрии, линии коммуникации и сетевые синхронизационные центры. В планах – постройка примерно 20 станций и расположение большей их части в аэропортах наряду с наземными компонентами спутниковой системы дифференциальных поправок GAGAN.

Пользовательская составляющая содержит 2 главные управляющие станции, размещенные вместе с GAGAN INMCC.

Период эксплуатации космических аппаратов – не меньше 7 лет.

Сферы использования и виды обслуживания региональной спутниковой системы навигации Индии:

— навигация на земле, в воде и воздухе;

— точность времени;

— предотвращение катастроф;

— контроль автомобильного парка и слежение за транспортом;

— связь с мобильными гаджетами;

— картографические работы и поиск геодезической информации;

— поддержка иностранцев, путешествующих по Индии, в сфере навигации на земле;

— видео- и аудионавигация для автомобилистов;

— классическая услуга позиционирования – к ней имеют доступ все клиенты;

— услуги с ограничением – имеют шифрование, к ним имеют доступ лишь авторизованные клиенты, к примеру, военнослужащие.

Региональная спутниковая система навигации Индии может гарантировать точное позиционирование свыше 20 м на территории основного обслуживания.

NavIC: планы на ближайшие годы:

— продолжение оказания стабильного обслуживания;

— создание собственных автономных часов;

— сигнал L1 для классической услуги позиционирования;

— соотношение параметров времени индийской системы навигации с временным стандартом страны (IST);

— постоянный анализ/проверка/отслеживание.

17.03.20 г. космическое ведомство заявило о разработке ISRO системы навигации передачи данных и приемного устройства. Такая система применяется для отправки экстренных сообщений с предупреждением при стихийных катаклизмах, например, цунами, тайфун, гигантские волны. Главная причина развития региональной спутниковой системы навигации Индии – достижение независимости государства от глобальных систем позиционирования других стран.

“Бэйдоу” стимулирует развитие сферы инноваций КНР

Утром 23.06.20 г. КНР с успехом произвела запуск космического аппарата системы Бэйдоу-3, ставшего заключительным в орбитальной группировке глобальной системы навигации Поднебесной, информирует пресс-служба известного мобильного приложения. С достижением спутника заданной орбиты Бэйдоу заработает полноценно. Это стало важнейшим событием в истории космической отрасли Поднебесной, в развитии ее научно-технической сферы. Современная система сможет поддержать все государства планеты в сфере науки и техники и улучшить ситуацию в глобальной экономической сфере.

КНР разрабатывала собственную спутниковую систему навигации “Бэйдоу” на протяжение 26 лет. Стартовый этап ее разработки начался в 1994 г. В соответствии с 3-этапным планом, система сможет предоставлять навигационное обслуживание китайским клиентам, а также людям из Азиатско-Тихоокеанского региона и прочих государств мира. Как ожидается, “Бэйдоу” станет четвертой самой крупной на планете глобальной системой навигации вместе с GPS (США), ГЛОНАСС (Россия) и “Галилео” (Евросоюз), которая даст возможность пользователям из Поднебесной, среди которых будут гражданские клиенты и военные подразделения, оценить преимущества обслуживания собственной системы навигации по всему земному шару. Долговременный план развития “Бэйдоу” подразумевает разработку международной сети станций для улучшения точностных показателей обслуживания в сфере навигации системы.

Испытатели и создатели системы старались добиться самостоятельности в сфере технологий и локализовать разработку “Бэйдоу” и ее ключевых элементов, являясь сторонниками открытой и масштабной концепции межгосударственного взаимодействия в области науки и техники. Система создана по принципу взаимодействия с иностранными похожими системами. Пользователи всего земного шара получат возможность использования 4 космических аппаратов с идеальными навигационными сигналами одновременно либо по отдельности. “Бэйдоу” взаимодействует с аналогами из России, США и Евросоюза для установления взаимосвязи и предоставления обслуживания.

В сложный период, когда глобальная экономическая сфера страдает от последствий пандемии коронавируса и преобразования кинетической энергии, плодотворное развитие “Бэйдоу” в комплексе с технологическими решениями 5G и AI поможет улучшить ситуацию в области экономики и производства. В настоящее время пользователями услуг системы навигации Китая являются свыше 50% стран земного шара. Сферы, имеющие отношение к “Бэйдоу”, будут успешно ускорять развитие экономики различных государств и формировать современную среду для их развития.

Подразделение ООН по вопросам космоса по видеозвонку направило Поднебесной поздравления с окончанием процесса разработки собственной системы навигации, отметив огромный вклад страны в стимуляцию международного развития в социальной и экономической сферах. Главред известного печатного издания С. Филипенков заявил, что дальневосточному, ближневосточному, восточноафриканскому и в целом африканскому регионам потребуются услуги, оказываемые глобальной спутниковой системой навигации Китая.

Разработка своей системы навигации КНР – современное решение, которое предложила страна для стимуляции развития навигационных технологий, стремление Поднебесной поделиться с прочими государствами результатами своей успешной работы в сфере науки и техники, обеспечить планету самыми качественными решениями для развития.

Перспективы развития на 2020 г.: система Бэйдоу в современных условиях глобализации

Я. Чанфэн, главный конструктор системы Бэйдоу

Бэйдоу, одна из самых известных современных спутниковых систем навигации, постоянно модернизируется согласно 3-этапной стратегии развития. С конца 2018 г. она оказывает глобальное обслуживание в сфере навигации. В ближайшие 12 месяцев завершится процесс внедрения 3-го поколения Бэйдоу для оказания потребителям с любой точки планеты доступной услуги высококачественного координационно-временного и навигационного обеспечения без какой-либо платы и услуги отправки коротких сообщений с помощью сигнала со спутника и иных типов обслуживания.

В ушедшем году Бэйдоу заметно прогрессировала в сфере разработки системы, инструментов эксплуатации и расширения глобального взаимодействия.

Разработка Бэйдоу

Повышение скорости внедрения системы

С начала 2019 г. и до конца осени в целях последующего расширения международной орбитальной группировки на наклонную геосинхронную орбиту были отправлены три спутниковых единицы Бэйдоу 3-го поколения, летные характеристики одной из которых были успешно испытаны, а на средневысотную околоземную орбиту – четыре спутниковых единицы.

На последние месяцы ушедшего года планировались отправки в космос 2 оставшихся аппаратов на средневысотную орбиту для окончания процесса создания основной орбитальной группировки китайской системы навигации. Летом этого года будут отправлены в космос еще 2 геостационарных космических аппарата, что станет свидетельством завершения процесса окончательного развертывания системы Бэйдоу 3-го поколения.

Возведение наземных командно-измерительных станций

В прошлом году завершилось строительство двенадцати дополнительных наземных командно-измерительных станций (1 закладочная и 11 станций отслеживания 2 класса) для окончания отладочного тестирования совместного взаимодействия наземного и космического оборудования, показавшего бесперебойность функционирования системы в общем.

По информации на последние числа октября прошлого года 34 космических аппарата Бэйдоу эксплуатируются в обычном режиме для оказания услуг потребителям по всей планете, из которых 15 аппаратов – спутники Бэйдоу 2-го поколения, остальные – 3-го.

Улучшение качественных характеристик оказываемого обслуживания

Основные зоны покрытия

Конец весны ушедшего года ознаменовался пополнением орбитальной группировки двумя последними спутниковыми единицами Бэйдоу-2 для повышения качества функционирования системы Бэйдоу 2-го поколения в основных зонах покрытия. По мере введения аппаратов Бэйдоу-3 в работу точностные параметры сигналов B1I и B3I в зоне покрытия Бэйдоу-2 выросли почти на треть, а параметры доступности – на 5%, если сравнивать с параметрами, которые получили при работе только с сигналами спутниковых единиц Бэйдоу-2.

Покрытие всего земного шара

Сигналы B1I и B3I, до этого улавливаемые только в Азиатско-Тихоокеанском регионе, теперь покрывают всю планету. Ожидается дальнейшее улучшение точностных параметров, а также параметров доступа. Если геометрический точностный параметр пространственных координат <=6, то параметр доступа перевалил за 99% в большей части территорий планеты (в отдельных штатах Америки – свыше 97%). В международном масштабе при 95% доступе усредненный показатель погрешности координат достигает 3,6 метров в горизонтальной плоскости и 6,6 метров – в вертикальной, погрешности скоростных показателей – около 0,05 м/с, временного отклонения – в районе 9,8 нс. При этом новые сигналы космических аппаратов 3-го поколения B1C и B2a покрывают всю Землю. Параметр доступности – более 87% при условии геометрического точностного показателя пространственных координат </=6. При 95% доступе усредненный показатель погрешности определения координат достигает около 2,4 метров в горизонтальной плоскости и 4,3 метров – в вертикальной, погрешности скоростных показателей – около 0,06 м/с, временного отклонения – примерно 19,9 нс.

Предоставление дополнительных услуг

Наземная станция функционального дополнения Бэйдоу и прочих глобальных спутниковых систем навигации гарантирует доступность основного комплекта услуг. В ее состав входят 155 основных станций и примерно 2200 региональных станций на китайской территории. Оказываемая Бэйдоу услуга определения координат с высокой точностью может быть полезна в разнообразных областях, в частности, картографической, геодезической, кадастровом учете, прогнозировании землетрясений, транспортной, метеорологической, и предполагает определение координат с точностью до 1 м, 1 дм и 1 см в режиме онлайн и с миллиметровой точностью при апостериорной обработке информации.

Система функционального дополнения Бэйдоу сегодня формируется согласно требованиям Международной организации гражданской навигации для оказания высокоточных услуг в сфере навигации и гарантий целостной структуры. В прошлом году 1-й геостационарный космический аппарат с полезной нагрузкой BDSBAS был испытан в летных условиях на орбите и функционирует в обычных условиях.

Области использования

Кроме этого, по мере ускорения внедрения системы, выполняется масштабная работа по улучшению процесса создания технических инструментов и их использования в разных отраслях. Для этих целей используется модель “BDS+”, которая способствует развитию области спутниковой навигации.

Технические возможности

Сегодня технические инструменты, которые используют Бэйдоу, с успехом эксплуатируются в ориентированной на потребительскую сферу продукции, технические возможности которой успели достичь международного уровня либо приблизились к нему. Почти завершился процесс создания мультичастотных чипов для определения координат высокой точности, а параметры запланированных к разработке моделей еще улучшатся. В последние месяцы прошлого года навигационные чипы, блоки и антенны для наземной аппаратуры пользователей Бэйдоу поставлялись на экспорт по меньшей мере в сотню государств и регионов планеты. 24 месяца назад объем производства наземного пользовательского оборудования на китайской территории достиг показателя в триста миллиардов юаней (43 миллиарда долларов). В этом случае доля наземного пользовательского оборудования с применением Бэйдоу – свыше 80%.

Задействование в промышленной отрасли

Бэйдоу активно используется в следующих отраслях:

— транспортная;

— коммуникации;

— поддержания общественной безопасности;

— сельскохозяйственная, лесничество;

— животноводческая;

— рыболовецкая;

— гидрологический контроль;

— метеорология;

— временная синхронизация;

— использования электрической энергии;

— защита и смягчение последствий катаклизмов.

Это позволяет производить достаточные количества финансовых и социальных ресурсов. Итак, к началу осени прошлого года свыше 6,47 млн единиц дорожного транспорта и 42300 единиц транспорта для транспортировки почты и срочных грузов оснастили устройствами приема Бэйдоу. также была разработана самая масштабная на планете система динамического регулирования движения на автодорогах. Все это обеспечило повышение результативности управления и достижение безопасных условий нахождения на трассах.

В сельскохозяйственной отрасли свыше 20000 аграрных комплексов техники и инструментов модернизировали беспилотными управляющими системами на основе решений Бэйдоу, что обеспечило сокращение расходов на зарплату работникам ровно на половину. В общем, к платформам контроля работы с/х оборудования и интернета вещей имеют подключение свыше 10 млн единиц сельхозтехники, а это способствует увеличению результативности управления и использования.

В отрасли защиты и смягчения последствий катаклизмов была разработана 3-уровневая платформа, которая обеспечивает 6-уровневый режим использования системы Бэйдоу посредством по меньшей мере 45000 терминалов. Технологические решения координационно-временного и навигационного обеспечения Бэйдоу высокой точности с поддержкой иных глобальных спутниковых систем навигации использовались в области отслеживания катаклизмов геологической природы. Помимо этого, они не раз помогали сделать достоверный прогноз оползней в провинции Ганьсу с точностью временных показателей до нескольких секунд и с точностью сдвига пород – до нескольких миллиметров.

Использование на потребительской сфере

Услуги определения координат и навигации посредством системы Бэйдоу применяются разными организациями в областях электронной торговли, изготовления современных терминалов сбора информации, оказания услуг на основе координат, экономики совместного использования и потребительского спроса, что позволяет сильно изменить характер потребления и жизни пользователей. Лидирующие изготовители в КНР и в иных странах встраивают имеющие совместимость с сигналом Бэйдоу чипы в собственные товары, что обеспечивает выполнение задач коммуникации и навигации.

По статистической информации рынка Китая, в начале второго полугодия прошлого года 151 имеющая лицензию модификация смартфона была оснащена навигационной функцией, при этом 110 имели поддержку Бэйдоу. Станции наземного дополнения Бэйдоу и прочих глобальных спутниковых систем навигации позволяют оказывать обслуживание координатно-временного и навигационного обеспечения, в числе которых — определение координат с точностью до см, навигация с миллиметровой точностью и отправка единых временных показателей с точностью до нм. Эти виды обслуживания могут оказываться по меньшей мере 390 млн клиентов в 220 государствах и регионах нашей планеты.

Расширение глобального взаимодействия

Двустороннее сотрудничество

Бэйдоу сохраняет двустороннее сотрудничество с иными спутниковыми комплексами навигации, что обеспечивает их сопряжение и совместное использование. Америка и КНР сформировали двусторонние рабочие группы, касающиеся сопряжения и дополняемости друг друга, систем функционального дополнения и оказания гражданского обслуживания для постоянного расширения коммуникации и обмена сведениями.

КНР и Евросоюз сформировали техническую группу по сопряжению и дополняемости друг друга систем Бэйдоу и Галилео, что обеспечивает регулирование, сотрудничество и обмен сведениями в рамках Международного союза электрической связи и диалога между КНР и Евросоюзом относительно совместной деятельности в космосе. Кроме того, начал действовать договор между властями Поднебесной и России о совместной деятельности в сфере использования глобальных спутниковых систем навигации ГЛОНАСС и Бэйдоу в невоенных целях.

В конце лета прошлого года прошло 6-е заседание китайско-российского Комитета проектов в столице Татарстана, где произошло подписание актов по согласованию итогов рекогносцировки зон возведения навигационных станций для измерений. Также на этом заседании сторонам удалось прийти к соглашению по многим другим вопросам. Помимо этого, наблюдается постепенное развитие двусторонних деловых отношений с иракскими, тунисскими, арабскими партнерами.

Многостороннее сотрудничество

Во время 62-й сессии Комитета Организации Объединенных Наций по эксплуатации космоса в невоенных целях летом прошлого года в Международном центре Вены была организована экспозиция навигационных решений Древнего Китая “От Compass к Бэйдоу”, где были презентованы результаты работ лучших умов КНР в сфере временного определения, картографии, навигации и технологических решений. В середине весны прошлого года прошел 2-й арабско-китайский Форум по совместной деятельности в области эксплуатации Бэйдоу в Тунисе, а в середине осени этого же года – Форум по совместной деятельности КНР и центральноазиатских государств в области эксплуатации Бэйдоу в населенном пункте Наньнин (Поднебесная) для развития сферы обслуживания системы в ближневосточных и центральноазиатских государствах.

Гарантии устойчивости продвижения обслуживания Бэйдоу за границей

Экспорт наземной пользовательской аппаратуры с поддержкой навигации Бэйдоу высокой точности стал причиной активного применения Бэйдоу в разных странах и отраслях: земельно-кадастровый учет, высокие технологии в сельскохозяйственной сфере, складская логистика в государствах, входящих в состав Ассоциации государств Юго-Восточной Азии, строительная отрасль в азиатских странах, временное аэропортовское обслуживание, сооружение морских платформ в южноазиатских странах, проверка электроэнергетических установок и ЛЭП в восточноевропейских странах, топографические съемки в Африке. Благодаря 3-му поколению Бэйдоу услуги улучшенных качественных характеристик смогут получить больше клиентов на расширенной территории.

Утверждение мировых стандартов Международной организации гражданской авиации для Бэйдоу

В этом году Бэйдоу должна быть включена в стандарты Международной организации гражданской авиации. Были составлены 26 стандартов международной коммуникации на основе сигнала Бэйдоу B1I, в то время как стандарты на основе сигналов B1C и B2a сегодня еще разрабатываются. Вскоре ожидается выпуск протокола итогов определения координат устройства приема Бэйдоу (NMEA 0183) и формата обмена информацией устройства приема Бэйдоу (RINEX 3.04). Технические параметры и коэффициенты поисково-спасательной полезной нагрузки на борту космических аппаратов Бэйдоу отображаются в тематической документации системы КОСПАС-САРСАТ, а создание и проверка на орбите стартовой партии поисково-спасательной полезной нагрузки для спутников Бэйдоу подошли к концу. Пилотный стандарт Бэйдоу в рамках Международной комиссии по электротехнике уже составлен и согласован, а выпуск его запланирован на начало лета этого года.

Что дальше?

В этом году Бэйдоу начала оказывать услуги в международном масштабе. Продолжат развиваться услуги глобального координационно-временного и навигационного обеспечения и услуга отправки коротких сообщений, оказываемая в регионах. Будут дорабатываться и запускаться глобальная услуга отправки коротких сообщений, глобальная поисковая и спасательная услуга, система функционального дополнения космического базирования, услуги определения координат высокой точности и прочие функции. Бэйдоу выступит в роли вклада Поднебесной в достижение глобальных целей и будет полноценно выполнять свои задачи на благо нашей планеты и землян посредством современных подходов, усовершенствованных функциональных решений и повышения качества оказываемых услуг.

ГЛОНАСС способствует оптимизации маршрутов и рабочего графика спецтехники “Мехуборки” в Псковской области

Спецтехника по вывозу мусора “Мехуборки” в Псковской области оснащена оборудованием с функцией спутникового отслеживания – системой ГЛОНАСС, рассказали областному информагентству представители пресс-службы местного оператора по вывозу твердых коммунальных отходов – организации “Экопром”.

Отечественная спутниковая навигационная система обеспечивает оптимизацию маршрутов и рабочего графика мусоровозов, а также отслеживание в режиме онлайн действий работников, управляющих техникой, что помогает контролировать ситуацию на линии.

Возможности спутникового отслеживания позволяют контролировать, в каких местах и как быстро накапливаются твердые отходы, куда они перевозятся. Тем самым навигационная система предотвращает возникновение нелегальных свалок.

Чтобы обеспечить своевременную очистку контейнерных площадок от мусора, работники “Мехуборки” делают фотографии каждой из них до вывоза мусора и после.

Международные программы в глобальной навигационной отрасли

Выполнение программы взаимодополняемости глобальных спутниковых систем навигации и введение единой глобальной мониторинговой системы обеспечат улучшение качественных характеристик навигационного обслуживания на всей планете. Такую информацию предоставил руководитель аппарата Главного конструктора навигационного потребительского оборудования российской спутниковой системы навигации А. Муравьев.

Специалист сообщил о том, что РФ в прошлом году по своей инициативе произвела запуск международной Программы взаимодополняемости разных элементов глобальных спутниковых систем навигации, которая, как предполагается, завершится в 2030 г. По мнению общественности, особую важность представляет заключение соглашений о минимальных стандартах качества передаваемых сигналов и инструментов навигации.

Муравьев заявил, что основной акцент в Программе взаимодополняемости 2030 был сделан на моделировании состояний глобальных спутниковых систем навигации, осуществление которого подразумевается посредством специальных эталонных навигационных устройств приема, отвечающих согласованным международным стандартам. Итогом реализации проекта станут первоначальные сведения для обработки показателей взаимодополняемости глобальных спутниковых систем навигации и определения параметров навигационных устройств приема. Все это впоследствии создаст базу для формирования системы отслеживания показателей взаимодополняемости глобальных спутниковых систем навигации.

Для этих целей операторам на глобальном уровне необходимо утвердить минимальные международные требования и дать согласие на предоставление сигналов, которые соответствуют таким требованиям.

Сейчас в Комитете Организации Объединенных Наций по ГНСС ведутся активные обсуждения вопроса разработки международной системы взаимодополняемости глобальных спутниковых систем навигации. В России научные и экспериментальные исследовательские работы организуются акционерным обществом “КБ НАВИС” в рамках действующей федеральной целевой программы “ГЛОНАСС-2020”. Перебои в функционировании системы навигации Galileo, случившиеся летом прошлого года, снова доказали необходимость разработки международной системы взаимодополняемости глобальных спутниковых систем навигации.

Помимо этого, было бы рационально сформировать единую международную систему отслеживания навигационных условий: проверка состояния навигационных полей, глобальных спутниковых систем навигации, функциональных дополнений. Разработка подобной мониторинговой системы обеспечит решение проблемы “спуфинга”. Муравьев заявил о формировании на государственном и межгосударственном уровнях регулирующих это стандартов, выделении основных инфраструктурных мониторинговых элементов, среди которых – региональные и сформированные в пределах международных организаций (GBAS, SBAS, глобальная сеть IGS) комплексы. В рамках этих комплексов происходят сбор статистической информации, апробация инновационных технологических решений. Сейчас необходимо сформировать единые международные стандарты, касающиеся глобального мониторинга навигационных показателей.

Глобальная система отслеживания навигационного обеспечения имеет большое значение в транспортной отрасли и оказывает огромное влияние на коммуникационные системы на межгосударственном уровне.

Перспективы развития на наступивший год: ГЛОНАСС ориентирован на пользователей

Ю. Урличич, 1-й замгендиректора Государственной корпорации “Роскосмос”

С. Карутин, главный конструктор системы ГЛОНАСС

Н. Тестоедов, гендиректор АО “ИСС им. ак. М. Ф. Решетнева”

Как и в прошлые годы главной нашей целью является удовлетворение потребностей пользователей системы, прежде всего нам необходимо обеспечивать бесперебойность доступа к средствам навигации и неизменность показателей эксплуатации. В ушедшем году был составлен Стандарт показателей эксплуатации отечественной системы навигации, а в наступившем году выйдет итоговый вариант интерфейсного контрольного документа.

Стандарт показателей эксплуатации открытого сервиса российской системы навигации выступает ключевым документом высочайшего уровня, который задает величины полученных навигационных показателей системы с большим обеспеченным запасом. Они вместе с обстоятельствами получения сигналов и предварительными оценками параметров навигационного потребительского оборудования могут обеспечить потребителю возможность оценки для себя выходных показателей, которых он способен достичь, решая свою определенную задачу. Стандарт представляет собой базу для организации сертификации обслуживания отечественной системы навигации и для создания стандартов уровня на порядок ниже на определенные модели навигационного пользовательского оборудования, системы, работающие с использованием средств ГЛОНАСС, для создания глобальных стандартов Международной организации гражданской авиации, Международной морской организации и проч.

Применение стандартизированной номенклатуры показателей эксплуатации и методов их определения всеми глобальными спутниковыми системами навигации, в том числе российской, американской, европейской, китайской, по умолчанию практикуется во всем мире. Публикации подобных постоянно обновляемых стандартов на данный момент имеются для американской, европейской, китайской глобальных навигационных систем.

По факту, этот стандарт выступает вторым после Интерфейсного контрольного документа основным интерфейсом между российской системой навигации и создателями навигационного пользовательского оборудования и системы, работающей с использованием средств ГЛОНАСС, в стандарте показателей эксплуатации открытого сервиса рассчитываются предельные параметры, на которые может ориентироваться пользователь с повышенной степенью доверия, которая базируется на продолжительной истории статистики.

Этот Стандарт показателей эксплуатации открытого сервиса российской системы навигации задает значения эксплуатационных параметров открытого сервиса ГЛОНАСС при отсутствии неточностей навигационной потребительской аппаратуры, неточностей с учетом обстоятельств передачи и получения НС (лишь благодаря космическому компоненту, то есть подсистемам НКА и подсистемам наземной космической инфраструктуры российской системы навигации). На Стандарте основывается организация сертификации обслуживания отечественной системы навигации и навигационного пользовательского оборудования, которым пользуются авиационные и иные пользователи.

Стандарт содержит обобщенную описательную характеристику российской системы навигации и применяемых НС; заданы величины показателей эксплуатации КСТ ГЛОНАСС; обозначена применяемая при создании Стандарта нормативная документация.

Один из ключевых ориентиров в наступившем году – усовершенствование интерфейса потребителей ГЛОНАСС в области современных радиосигналов в кодовом разделении в диапазоне L3. Показатели интерфейса взаимосвязи между подсистемой КА российской системы навигации и навигационным пользовательским оборудованием устанавливаются интерфейсным контрольным документом системы.

3 года назад была обнародована последняя версия интерфейсного контрольного документа для сигналов с кодовым разделением в диапазонах частот L1, L2, L3, реализация которой происходит на находящихся на стадии производства спутниках “Глонасс-К2”.

Космические аппараты “Глонасс-М” (номера 755-758) и “Глонасс-К”, помимо прочего, передают радионавигационный сигнал в диапазоне L3 согласно редакции интерфейсного контрольного документа “Навигационный радиосигнал в диапазоне L3 с открытым доступом и кодовым разделением” (первая редакция) 2011 г.
Для того, чтобы устранить имеющиеся несоответствия, организованы выпуск семи интерфейсных контрольных документов (пять открытого доступа и два санкционированного) и осуществление летных испытаний для обоснования итогов применения вводимых моделей замедления сигналов космических аппаратов в ионосфере и тропосфере.
Обновление интерфейсных контрольных документов сигналов открытого и санкционированного доступа российской системы навигации нацелено на обеспечение возможностей улучшения точностных характеристик системы благодаря внедрению в запасные кадровые разряды навигационных оповещений дополнительных данных, применение которых в навигационном оборудовании клиентов обеспечивает повышение точностных характеристик навигационных терминов.

В процессе обновления интерфейсных контрольных документов предполагается введение:

— математической модели расчета замедления в ионосфере и отображение в навигационном оповещении характеристик данной модели;

— математической модели расчета тропосферных задержек, которые не требуют отправки в составе навигационного оповещения определенных показателей и используют информацию лишь о широте размещения навигационного устройства приема и времени года;

— признака, который информирует пользователя о том, что космический аппарат преодолел участок упреждающего разворота, на котором перемещение фазового центра навигационной антенны аппарата имеет отличия от перемещения данного центра в режиме ориентации солнечных батарей в направлении на Солнце;

— данных о характере сигналов, которые излучает космический аппарат в диапазонах L1, L2, L3; пятибитовое поле, первые 3 бита обозначают присутствие сигналов с кодовым разделением в диапазонах L1, L2, L3 соответственно, последние 2 бита обозначают присутствие сигналов с частотным разделением в диапазонах L1, L2 соответственно;

— пятиразрядного поля, в котором отправляется возраст ЧВП, дополнительно к аналогичному полю, в котором отправляется возраст эфемерид.

Корректировки интерфейсных контрольных документов для сигналов с частотным и кодовым разделением для отправки добавочных данных гарантируют обратную совместимость для стабильного функционирования имеющегося навигационного оборудования пользователя и передачу характеристик тропосферы и ионосферы в добавочных разрядах.

Проводятся запланированные обновления орбитальной группировки. С 2013 г. происходят не больше двух пусков ежегодно, и прошлый год не является исключением – старты в конце мая и в декабре гарантировали нахождение нужного количества спутников на орбите. Космический аппарат “Глонасс-М” демонстрирует стабильную динамику увеличения среднего периода активного существования – два спутника работают на орбите уже более 12 лет. С годами спутники этого поколения показывают улучшение показателей относительной 24-часовой нестабильности цезиевых частотных стандартов (рисунок 1).

В наступившем году ожидается запланированное завершение проекта запуска спутника “Глонасс-М” и в это же время начинается активная деятельность по отправке в космос спутника “Глонасс-К”. В первые месяцы наступившего года планируется старт спутника № 15, которым, мы не сомневаемся, пользователи будут полностью довольны.

Вызов автобусов и такси скоро станет задачей “умных” остановок

В следующем году в российских регионах начнут устанавливать “умные” остановки общественного транспорта, где будут доступны не только подзарядка мобильного гаджета и табло с расписанием, но и вызов автобуса либо такси. Такую информацию предоставило известное информагентство, ссылающееся на сотрудника НТИ “Автонет”, пресс-секретаря некоммерческого объединения “Содействие развитию и использованию навигационных технологий” Я. Федосеева.

Информагентство пишет, что “умная” остановка будет обеспечивать автоматический вывод автобуса на маршрут в случае сбора на ней 5-10 человек. Новая технология разрабатывается в рамках платформы “Автодата”. Внедрение решения в стартовом режиме запланировано на следующий год, а в полную силу остановки заработают еще через 12 месяцев – в 2021 г.

В первую очередь “умные” остановки установят в Самарской, Волгоградской и Курской областях, чуть позже – в Тамбовской, Томской областях, а также в Подмосковье.

С внедрением новой разработки пассажиры смогут самостоятельно отправлять автобус на маршрут простым нажатием на специальную кнопку. После проверки системой количества собравшихся на остановке людей при помощи видеодетектора (их должно быть больше пяти) транспорт отправится на маршрут.

Разработка предполагает режимы для социальных категорий россиян – для них на остановках автобусов будут размещены кнопки вызова социального такси. Кроме того, после внедрения решения горожане смогут заблаговременно вызвать автобус, если к поездке будет готова группа из нескольких пассажиров. Федосеев рассказал, что по факту пассажир сможете заранее сообщать автобусному перевозчику о том, что он собирается совершить поездку на следующий день в определенное время. В том случае, если число заявок будет больше определенной экономической нормы (ее устанавливают в городской мэрии), пассажир получит уведомление, что транспорт будет на маршруте и гарантированно прибудет на остановку к заявленному времени.

Как сообщил пресс-секретарь некоммерческого объединения “Содействие развитию и использованию навигационных технологий” известному изданию, эта разработка будет постепенно внедряться во всех регионах России. В первую очередь новинки будут установлены в областях, присоединившихся к консорциуму “Автодата”. О том, когда “умные” остановки появятся в столице и Северной столице, пока информации нет.

Помимо этого, Федосеев заявил, что новые остановки будут иметь множество модулей и защиту от вандалов, что даст возможность включения дополнительных режимов по мере расширения платформы “Автодата”.

По информации от НТИ “Автонет”, с 2016 года по настоящее время от жителей России поступило множество жалоб на работу пассажирских перевозчиков по причине частых опозданий автобусов. Результаты проведенных опросов показали, что доля недовольных в российских мегаполисах составила 52%.

Принципы навигации

Ключевые составляющие спутникового комплекса навигации

Космическая составляющая

Космическая сфера, включающая спутниковые аппараты навигации, является комплексом источников сигналов радионавигации, которые отправляют в одно время огромное количество служебных данных. Ключевые функции каждого спутникового аппарата – создание и отправка радиосигналов, требуемых для потребительских навигационных определений и отслеживания работы бортовых спутниковых устройств.

Наземная составляющая

Наземная составляющая содержит космодром, командно-измерительный пункт и управляющий отдел. Космодром используется для доставки спутниковых единиц на нужные высоты при изначальном обустройстве комплекса навигации, а также время от времени он позволяет восполнять космические аппараты после их повреждения либо изнашивания. Ключевую инфраструктуру космодрома составляют техническая позиция и система запуска. Первый объект позволяет принимать, хранить, собирать ракеты-носители и спутниковые аппараты, испытывать их, заправлять и состыковывать. Второй объект позволяет доставлять носитель со спутниковым аппаратом навигации в точку отправления, устанавливать на систему запуска, проходить тесты перед запуском, заправлять носитель, наводить и запускать.

Командно-измерительная система позволяет снабжать спутниковые аппараты навигации служебными данными, требуемыми для организации сеансов навигации, контролировать и управлять ими как спутниками.

Управляющий комплекс, имеющий связь посредством радиолиний информации и управления с космодромом и командно-измерительной системой, способствует координации работы всех составляющих спутникового комплекса навигации.

Пользовательская составляющая

Пользовательская составляющая включает потребительское оборудование. Оно принимает сигналы от космической кораблей навигации, измеряет показатели навигации и обрабатывает полученные значения. Для того, чтобы решать задачи навигации, в потребительском оборудовании имеется особое вмонтированное устройство. Обилие видов имеющегося потребительского оборудования покрывает нужды наземных, морских, авиационных, космических (не дальше ближнего космического пространства) пользователей.

Функционирование комплекса навигации

Новейшая спутниковая навигация базируется на следовании теории дальномерных измерений без запросов между спутниковыми аппаратами навигации и пользователем. Это свидетельствует о том, что пользователь получает вместе с навигационным сигналом сведения о местонахождении космических аппаратов. В это же время измеряются расстояния до навигационных спутниковых аппаратов. Метод измерения этих расстояний базируется на расчете временных задержек поступающего сигнала от спутникового аппарата по сравнению с оригиналом, который генерируется потребительским оборудованием.

На рисунке изображен график расчета местонахождения пользователя с координатами x, y, z на базе расчета расстояний до 4-х навигационных спутниковых аппаратов. Разноцветными жирными линиями выделены окружности, в середине которых разместились спутниковые аппараты. Радиусы окружностей можно соотнести с реальными расстояниями, то есть фактическими расстояниями между спутниковыми аппаратами и пользователями. Разноцветные неяркие линии – это окружности с радиусами, которые можно соотнести с рассчитанными расстояниями, отличающимися от реальных и называемыми по этой причине псевдодальностями. Отличие реальной дальности от псевдодальности – значение, представляющее собой произведение скорости света на уход часов b, то есть значение смещения часов пользователя относительно системного времени. На картинке отображена ситуация, когда уход потребительских часов превышает “0” – т. е. потребительские часы идут с опережением времени системы, вследствие чего рассчитанные псевдодальности уступают реальным дальностям.

В идеале, когда расчеты выполняются верно и значения спутниковых и потребительских часов ничем не отличаются, чтобы выяснить пространственное местоположение пользователя, требуется лишь рассчитать до 3-х спутниковых аппаратов навигации.

По факту значения, которые показывают часы, входящие в состав потребительского оборудования навигации, не совпадают с показаниями бортовых часов навигационных спутниковых аппаратов. В этой ситуации для решения задачи навигации к неизвестным до этого значениям (3 потребительских координаты) нужно добавить дополнительный – смещение между потребительскими часами и временем системы. Следовательно, в общей ситуации, чтобы решить задачу навигации, пользователь должен “отслеживать” по меньшей мере четыре спутниковых аппарата навигации.

Системы координат

Для нормального функционирования спутниковых комплексов навигации нужны сведения о характеристиках вращения нашей планеты, ключевые лунные и планетарные эфемериды, информация о земном гравитационном поле, об атмосферных разновидностях, сверхточные сведения о действующих координатных и временных системах.

Геоцентрическими системами координат называются системы координат, точка отсчета которых располагается в центре масс нашей планеты. Их другое название – общеземные либо глобальные.

Для создания и обслуживания общеземных систем координат применяются 4 главных способа космической геодезии:

радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой (РСДБ);
лазерная локация космических кораблей;
доплеровские системы измерения;
навигационные измерения космических кораблей ГЛОНАСС и прочих глобальных спутниковых комплексов навигации.

Международная земная система координат ITRF – это идеальная модель земной системы координат.

В новейших спутниковых комплексах навигации применяются разные, в большинстве случаев отечественные, системы координат.

Временные системы

Исходя из вида задачи, которую нужно решить, применяются 2 разновидности систем времени: астрономические и атомные.

Системы астрономического времени зависят от суточного вращения нашей планеты. Идеальной моделью для создания шкал астрономического времени являются солнечные либо звездные сутки. Это зависит от местоположения точки на небе, по которой измеряется время.

Всемирное время UT – среднее солнечное время на меридиане Гринвича.

Всемирное координированное время UTC – имеет синхронизацию с атомным временем и считается стандартным во всех странах, по которому сверяется национальное время.

Атомное время – время, измеряемое с помощью электромагнитных колебаний, исходящих от атомов либо молекул во время их изменения своего энергетического состояния. В 1967 г. на Генеральной конференции мер и весов было выяснено, что атомная секунда выступает в роли перехода между самыми тонкими уровнями F=4, M=0 и F=3, M=0 главного состояния 2S1/2 атома цезия-133, на который не влияют внешние поля, и что частоте данного перехода соответствует величина 9 192 631 770 Гц.

Спутниковый комплекс радионавигации выступает пространственно-временной системой, действует в зоне, покрывающей все пространство около Земли, и использует свое время системы. Ключевое значение в глобальных спутниковых комплексах навигации имеет вопрос синхронизации подсистем по времени. Синхронизация по времени имеет большое значение и для сохранения определенного порядка передачи сигналов всех спутниковых аппаратов навигации. Она позволяет применять пассивные дальномерные (псевдодальномерные) измерительные способы. Наземный командно-измерительный комплекс позволяет синхронизировать временные шкалы всех космических кораблей навигации способом их проверки и изменения (непосредственного и алгоритмического).

Радиосигналы навигации

Выбирая разновидности и показатели сигналов, которые применяются в спутниковых комплексах радионавигации, требуется принимать к сведению множество правил и условностей. От сигналов требуются гарантии получения высокоточных измерений времени поступления (задержки) сигнала и его доплеровской частоты, а также повышенной вероятности верной расшифровки навигационных данных. Еще сигналы должны обладать пониженным уровнем взаимной корреляции, чтобы сигналы различных навигационных спутников без труда различались навигационным потребительским оборудованием. Помимо этого, сигналы глобальных спутниковых комплексов навигации должны с наибольшей эффективностью пользоваться выделенной частотной полосой при низком уровне излучения вне полосы, отличаться значительной устойчивостью к помехам.

Практически все действующие спутниковые комплексы навигации, кроме комплекса NAVIC из Индии, применяют для отправки сигналов диапазона L. Этот индийский комплекс будет отправлять сигналы еще и в S-диапазоне.

Типы модуляции

С усовершенствованием спутниковых комплексов навигации подвергались изменению применяемые типы модуляции радиосигналов.

Во многих системах навигации сперва применялись только сигналы с бинарной (2-хпозиционной) фазовой модуляцией – ФМ-2. Сегодня в спутниковых комплексах навигации происходит переход к иному модуляционному типу, называющемуся BOC-сигналами.

BOC-сигналы отличаются от сигналов с ФМ-2 главным образом тем, что символ моделирующей ПСП BOC-сигнала является не видеоимпульсом в форме прямоугольника, а участком меандрового колебания, который включает в себя заданное неизменное количество периодов k. По этой причине сигналы с BOC-модуляцией зачастую носят название “меандровые шумоподобные сигналы”.

Применение сигналов с BOC-модуляцией способствует повышению потенциальных точностных характеристик измерения и разрешающего показателя по задержке. В это же время сокращается уровень взаимных помех при одновременной работе систем навигации, применяющих классические и обновленные сигналы.

Навигационная информация

Все спутниковые аппараты получают от наземных управляющих станций навигационные данные, передаваемые обратно потребителям в составе навигационного сообщения. Навигационные сообщения включают в себя различные данные, нужные для определения координат потребителя и синхронизации его временной шкалы со стандартом, использующимся в стране.

Виды сведений навигационного сообщения:

эфемеридные данные, требуемые для определения координат спутникового аппарата с приемлемыми точностными характеристиками;
погрешность расхождения временной шкалы на борту с системной временной шкалой для того, чтобы учитывать временные смещения космического корабля при измерениях навигации;
различия между временной шкалой системы навигации и национальной временной шкалой, требуемые для того, чтобы решить задачи синхронизации пользователей;
признаки пригодности со сведениями о состоянии спутникового аппарата для быстрого исключения космических аппаратов с обнаруженными отказами из навигационного решения;
комплекс данных об орбитах и состоянии каждого корабля в группе для долговременного детального прогнозирования перемещений космических кораблей и составления планов измерений;
характеристики модели ионосферы, которые нужны одночастотным устройствам приема для того, чтобы компенсировать неточности навигационных измерений, вызванных замедлением перемещения сигналов в ионосфере;
характеристики вращения нашей планеты для точности обнаружения потребительского местонахождения во всех системах координат.

Обновление признаков пригодности происходит через пару сек. при выявлении отказа. Эфемеридные и временные характеристики обычно обновляются каждые 30 мин. или реже. Кроме того, срок обновления для различных комплексов индивидуален и может составлять 4 ч., а вот обновление альманаха происходит только раз в 24 часа или реже.

По типу содержащихся сведений навигационное сообщение бывает оперативным и неоперативным и отправляется в форме потока цифровой информации. Поначалу в каждом спутниковом комплексе навигации применялась структура типа “суперкадр/кадр/строка/слово”. При такой структуре поток цифровых данных представляет собой последовательность сменяющих друг друга суперкадров, в составе суперкадра — ряд кадров, в составе кадра – ряд строк.

Согласно структуре “суперкадр/кадр/строка/слово” создавались сигналы комплексов БЭЙДОУ, ГАЛИЛЕО (за исключением E6), GPS (LNAV информация, L1), сигналы российского глобального спутникового комплекса навигации с разделением по частотам. Исходя из типа комплекса размеры суперкадров, кадров и строк имеют различия, а вот метод формирования не меняется.

Сегодня почти во всех сигналах применяется гибкая структура строки. В такой структуре навигационное сообщение создается в форме непостоянной последовательности строк разных видов. Каждая разновидность строки обладает собственной индивидуальной структурой и имеет в составе заданный тип данных (об этом рассказывалось выше). Навигационная потребительская аппаратура находит в потоке следующую строку, выявляет ее разновидность и на основании этого собирает данные, имеющиеся в данной строке.

Гибкая структура строки навигационного сообщения помогает гораздо продуктивнее работать с пропускной способностью канала отправки информации. Однако основное преимущество навигационного сообщения с гибкой структурой строки – это возможность ее эволюционного обновления при следовании условию обратной совместимости. Для этих целей в интерфейсно-контрольном документе для создателей навигационной пользовательской аппаратуры отдельно обозначается, что, если потребительское оборудование навигации в навигационном сообщении обнаруживает нетипичные строки, оно будет их просто пропускать. Это предоставляет возможность добавления во время обновления глобального спутникового комплекса навигации к до этого известным типам строк строки современных типов. Навигационная пользовательская аппаратура старого образца пропускает строки с современными типами и, как следствие, не применяет новшества, вводимые во время обновления комплекса навигации, однако при этом ее рабочие показатели остаются прежними.

Сообщения сигналов отечественной системы навигации с разделением по кодам обладают строковой структурой.

Что может привести к ухудшению точностных характеристик

На точностные характеристики определения пользователем собственного местонахождения, скоростных показателей движения и времени оказывают влияние огромное количество факторов, подразделяющихся на:

погрешности системы, которые вносятся оборудованием космического комплекса. Погрешности, которые имеют связь с работой спутникового оборудования на борту и наземного управляющего комплекса глобальной спутниковой системы навигации, возникают чаще всего из-за ошибок частотно-временного и эфемеридного обеспечения;
неточности, которые возникают на пути следования сигнала от корабля на орбите до пользователя. Погрешности возникают из-за отличия скоростных характеристик следования радиосигналов в земной атмосфере от скоростных характеристик их следования в безвоздушном пространстве, из-за того, что скорость зависит от физических параметров разных атмосферных слоев;
погрешности, которые возникают в потребительских устройствах. Погрешности устройств делятся на систематическую погрешность замедления сигнала оборудования в пользовательском оборудовании и флуктуационные погрешности, вызванные шумовыми эффектами и движением пользователя.

Помимо этого, на точностные характеристики навигационно-временного определения оказывает огромное влияние то, как располагаются по отношению друг к другу спутниковые аппараты навигации и пользователь.

Количественным показателем погрешности определения координат и поправки значений, отображаемых часами, которая связана с нюансами расположения спутникового аппарата и пользователя в пространстве, является т. н. геометрический фактор (коэффициент геометрии). В материалах на английском языке фигурирует обозначение GDOP.

Коэффициент геометрии говорит о том, во сколько раз уменьшились точностные показатели измерений, и определяется такими величинами, как:

геометрический фактор точностных характеристик расчета координат пользователя навигационной системы в пространстве. Обозначение в англоязычных материалах – PDOP;
геометрический фактор точностных характеристик расчета координат пользователя навигационной системы в горизонтальной плоскости. Обозначение в англоязычных материалах – HDOP;
геометрический фактор точностных характеристик расчета координат пользователя навигационной системы в вертикальной плоскости. Обозначение в англоязычных материалах – VDOP;
геометрический фактор точностных характеристик расчета поправки показаний часов пользователя навигационной системы. Обозначение в англоязычных материалах – TDOP.

Как повысить точностные характеристики навигационного обеспечения

Действующие сегодня глобальные спутниковые комплексы навигации GPS и ГЛОНАСС обеспечивают удовлетворение потребности в навигационном обслуживании множества пользователей. Однако сейчас остаются нерешенными несколько задач, требующих высокоточного навигационного обеспечения. Среди них – взлет, подготовка к посадке, приземление летательных аппаратов, вождение судов вблизи берега, навигация вертолетов и автотранспорта и проч.

Стандартный способ повышения точностных характеристик навигации – применение дифференциального (относительного) режима определений.

Относительный режим предусматривает применение 1 либо нескольких основных устройств приема, расположенных в местах с определенными координатами, которые в одно время с устройством приема пользователя (нестационарным) принимают сигналы одних и тех же спутниковых аппаратов.

Повышение точностных характеристик навигационных определений происходит благодаря тому, что погрешности измерения навигационных показателей основного и пользовательского устройств приема не коррелируются. При определении разности рассчитываемых показателей происходит компенсация большинства этих погрешностей.

Относительный метод основывается на знании местоположения точки опоры – контрольно-корректирующего пункта либо комплекса опорных пунктов, относительно которых могут быть определены поправки к расчету псевдодальностей до спутниковых аппаратов навигации. Если данные поправки будут учтены в пользовательском оборудовании, точностные характеристики определения, в том числе, местоположения можно повысить во много раз.

Чтобы использовать относительный режим на больших территориях – к примеру, в РФ, Евросоюзе, Америке – корректирующие дифференциальные поправки отправляются с применением геостационарных спутниковых аппаратов. Системы, которые реализуют этот подход, называются широкозонными дифференциальными системами.

Все подробности о системах функциональных дополнений глобального спутникового комплекса навигации, предоставляющих пользователям расширенные корректирующие данные, можно найти во вкладке “Функциональные дополнения”.