В конце декабря с космодрома Плесецк стартует очередной космический аппарат, который восполнит группировку системы ГЛОНАСС
О том, что сегодня представляет собой отечественная навигационная система и каковы её перспективы, рассказывает генеральный конструктор системы ГЛОНАСС Сергей Карутин.
– Сергей Николаевич, какие задачи стоят перед вами – генеральным конструктором системы ГЛОНАСС, назначенным на эту должность в октябре 2015 года?
– ГЛОНАСС является сложной многоуровневой системой. Космический комплекс формирует искусственное радионавигационное поле, позволяющее нам с вами определять своё местоположение и время мгновенно всепогодно в любой точке на земной поверхности и в ближнем космосе на высоте до 2000 км. Различные системы и комплексы функциональных дополнений ГЛОНАСС обеспечивают высокоточную навигацию с погрешностями 0.03–0.5 м, а также предупреждают потребителей о целостности услуг системы.
Кроме того, высокая точность навигационно-временного обеспечения невозможна без средств фундаментального обеспечения, отвечающих за поддержание государственной геоцентрической системы координат и национальной шкалы времени UTC (SU).
Отдельно необходимо отметить огромный парк навигационной аппаратуры потребителя как в сфере обороны и безопасности, так и в различных отраслях экономики, включая персональную навигацию. Системная увязка работ по сбалансированному развитию всех составных частей ГЛОНАСС и является задачей генерального конструктора.
– Какова сегодня численность группировки КА ГЛОНАСС и какие перспективы её качественного и количественного развития?
– Группировка ГЛОНАСС сегодня – 27 КА, из которых 23 «Глонасс-М» используются по целевому назначению, два КА «Глонасс-К» проходят лётные испытания, ещё два аппарата находятся на исследовании. Штатный состав орбитальной группировки в 24 КА будет восстановлен путём запуска КА из наземного резерва в ближайшее время.
За более чем 30-летнюю историю сформировалась интересная закономерность: первое поколение КА «Глонасс» при требовании трёхлетнего срока активного существования фактически показало средний срок в 4,5 года, а отдельные КА проработали и 6 лет. Основу существующей группировки составляют КА «Глонасс-М» со сроком активного существования 7 лет. При этом можно уже сегодня говорить о том, что конструктивные и технические решения позволяют работать данному поколению КА до 10 лет, то есть с полуторным запасом. Указанные обстоятельства накладывают особые требования к проектированию новых КА.
Превышение гарантийного срока активного существования привело к формированию наземного резерва из 9 КА «Глонасс-М», и прогноз показывает, что данное поколение космических аппаратов будет входить в состав орбитальной группировки до 2028 года. Несмотря на то что новый «Глонасс-К» уже проходит лётные испытания, а его срок активного существования должен быть не меньше 10 лет, очевидно, что его характеристики должны обеспечить выполнение требований потребителей вплоть до 2040 года.
– Что это даст потребителям навигационной информации?
– Ну, во-первых, КА «Глонасс-М» первыми в мире предоставили глобальную услугу навигационного обеспечения с помощью радиосигналов в двух частотных диапазонах L1 и L2 ещё в 2011 году. Именно это обеспечило использование ГЛОНАСС во всех профессиональных приложениях в геодезии, картографии, строительстве, сельском хозяйстве, связи, энергетике, банковском секторе и т.д.
Дальнейшее расширение сфер практического использования ГЛОНАСС, например для использования в системах беспилотного управления транспортными средствами, потребовало развития системы навигационных радиосигналов для обеспечения эффективной работы в условиях городской застройки, когда значительно возрастает влияние многолучевого характера распространения радиоволн. Иными словами, для защиты потребителя от приёма отражённых радиосигналов внедряются новые виды модуляции в традиционных и новом диапазонах частот.
Кроме того, ГЛОНАСС помимо услуг на основе новых навигационных радиосигналов с кодовым разделением во всех трёх диапазонах частот L1, L2 и L3 будет предоставлять дополнительные услуги поиска и спасания международной системы КОСПАС-SARSAT, а также решать задачи высокоточной передачи времени с помощью квантово-оптических технологий. Лётные испытания подобного КА начнутся уже через два года. А первый серийный КА планируется запустить в 2020 году.
Хотелось бы отдельно отметить, что мы не ждём появления новых КА для расширения услуг ГЛОНАСС – семь КА «Глонасс-М», находящиеся в наземном резерве, были модернизированы. На них установлены дополнительные источники навигационных радиосигналов, которые предоставят услугу посредством нового навигационного радиосигнала с кодовым разделением в диапазоне L3.
– Как вы оцениваете наземный комплекс управления системы ГЛОНАСС? По каким направлениям он будет развиваться?
– Наземный комплекс управления (НКУ) ГЛОНАСС является уникальной технической системой, которая объединяет средства высокоточного определения параметров движения КА, синхронизации шкал времени каждого КА с системной шкалой времени, управления КА в различных режимах. Разноплановость задач и территориальная распределённость средств НКУ, которые должны непрерывно обеспечивать полный контроль за орбитальной группировкой, требуют применения самых современных средств автоматизации под управлением защищённых программных комплексов. В декабре завершаются испытания модернизированного НКУ, который уже управляет орбитальной группировкой и обеспечил повышение точности навигации до 2.7 м.
Дальнейшее развитие НКУ направлено на повышение точности до уровня менее 1 м и управления новыми КА «Глонасс-К», которые уже через два года будут замещать существующие аппараты орбитальной группировки.
– Изначально ГЛОНАСС имела исключительно военное назначение. А кто сегодня является главным заказчиком, определяющим характеристики системы?
– ГЛОНАСС с самого начала была системой двойного назначения, которая предоставляла открытую услугу и услуги санкционированного доступа. Открытая услуга предназначалась для морских и авиационных гражданских потребителей. По мере развития системы интерес к ГЛОНАСС стали проявлять самые различные категории потребителей. Сегодня программу развития ГЛОНАСС реализует координационный совет федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012–2020 годы», в который входят полномочные представители 12 федеральных органов исполнительной власти силового блока, сфер транспорта, геодезии, картографии, стандартизации и научных исследований. Научно-исследовательские институты Роскосмоса и Минобороны России формируют требования к системе с учётом предложений других государственных заказчиков ГЛОНАСС.
– Насколько эффективно ГЛОНАСС используется военными и гражданскими потребителями?
– В настоящее время потребители максимально используют возможности системы. До появления глобальных навигационных спутниковых систем, к которым относится ГЛОНАСС, потребителям были доступны астрономические и инерциальные методы навигации. Первые обладают высокой автономностью, но зависят от погодных условий, вторые требуют периодической коррекции для обеспечения заданной точности.
ГЛОНАСС создавалась и развивается как система, свободная от указанных недостатков, но искусственное радионавигационное поле уязвимо к воздействию помех. Поэтому максимальный эффект даёт совместное использование всех трёх навигационных технологий.
Более того, возможности искусственного радионавигационного поля существенно выше текущего уровня. Сегодня для высокоточной навигации необходимо использовать функциональные дополнения. В масштабах нашей страны развёртывание густой сети опорных (базовых, референсных) станций требует значительных затрат как на создание, так и на поддержание соответствующей инфраструктуры. Положительные результаты научных исследований позволили приступить к созданию инфраструктуры высокоточной навигации на основе навигационных радиосигналов ГЛОНАСС, обеспечивающей высокую точность определения местоположения без обязательного условия нахождения опорной станции от потребителя на удалении не более 20–30 км.
Анна Потехина
