Можно ли отключить жителей России от систем глобальной спутниковой навигации? Как обеспечить успех российских технологий в столь чувствительной сфере? Ответ на этот вопрос дают документы о новых формах практического взаимодействия России и Китая, появляющиеся в ходе визита китайского лидера в Москву.
Правительство России поручило Роскосмосу совместно с МИД РФ согласовать с Китаем создание подкомиссии по сотрудничеству в области спутниковой навигации. Документ, подписанный премьер-министром Михаилом Мишустиным, опубликован на портале правовой информации.
Согласно документу, предлагается укрепить практическое взаимодействие России и Китая в сфере спутниковой навигации, обеспечить совместимость и взаимодополняемость российской ГЛОНАСС и китайской системы Beidou. Зачем это нужно и насколько подобная работа полезна для России?
Как ни странно, но с момента запуска космических аппаратов для глобального геопозиционирования (в данном случае – российской системы ГЛОНАСС) на Земле работа только начинается. Это только кажется, что в космосе спутники работают самостоятельно, а тем, кто использует группировку, остается расслабиться и лишь получать сигнал. На самом деле наземные службы, отвечающие за функционирование группировки, постоянно работают для того, чтобы координаты определялись максимально точно и быстро.
Космические аппараты ГЛОНАСС работают на высоте 19 400 километров. При этом орбита космических аппаратов оптимизирована для использования в высоких широтах планеты, то есть там, где в основном и находится территория Российской Федерации. В нормальных условиях (на открытой местности) из любой точки России устройство должно увидеть минимум четыре космических аппарата для определения своих точных координат (три сигнала дают точную триангуляцию, четвертая – контрольная и помогает определить высоту над уровнем моря).
Как это происходит? Космические аппараты передают сигналы, которые принимает чип внутри вашего смартфона и тем самым позволяет определить его (а соответственно, и ваше) местоположение. Чип замеряет время, за которое добрался сигнал до устройства.
Зная позиционную точку каждого из космических аппаратов навигационной системы, таким методом можно определить его точное местоположение.
Проблема в том, что даже на такой большой высоте космические аппараты постепенно, но неумолимо меняют свое местоположение на орбите. Это происходит за счет множества факторов, включая, например, солнечный ветер.
Изменение относительно окружности орбиты практически незаметно, однако внести свои коррективы в определение местоположения оно может. Поэтому наземные службы каждой из систем спутниковой навигации постоянно работают над определением точных координат каждого спутника и заносят эти изменения.
Есть два типа информации о нахождении космических аппаратов на орбите – альманах и эфемериды. Альманах содержит параметры орбит всех спутников, и каждый спутник передает альманах для всех космических аппаратов своей группировки. Эти данные действительны несколько месяцев и предназначены для грубого определения того, какие из космических аппаратов находятся над головой пользователя в данный момент. А чтобы поиск спутников и получение информации не приходилось начинать каждый раз заново при постоянном его использовании и при перемещении на считанные метры, существуют так называемые системы горячего старта.
Кроме того, каждый космический аппарат передает с сигналом пользователю свои и только свои эфемериды – данные, в которых содержатся максимально точные корректировки параметров орбиты для каждого аппарата. Именно они и обеспечивают максимальную точность определения вашего местоположения.
Наверняка вы замечали, что иногда в первые секунды смартфон определяет местоположение менее точно. Это происходит из-за того, что чип еще не получил эфемериды со спутника, они отправляются пользователям каждые полминуты. Как только чип получит эту информацию и внесет поправки, точность определения координат увеличивается до пары метров. Есть еще вариант получения эфемерид по интернету, так называемся система горячего старта (А-GPS), это общее название для таких систем вне зависимости от группировки.
То есть работы на Земле немало. И эта работа действительно сильно влияет на удобство использования системы навигации.
В случае начала работ по сотрудничеству в области спутниковой навигации Россия и Китай начнут обмен информацией об уточнении орбит космических аппаратов. Возможно, стороны начнут создание программ по увеличению точности определения координат. За последние годы Россия уже проводила такую программу самостоятельно – и удалось добиться определенных улучшений. Вместе с Китаем подобная работа будет еще более эффективной. Вероятно, получится еще больше увеличить точность навигации.
Да, современные чипы используют данные со всех космических аппаратов, которые видит спутник – и американской GPS, и европейской Galileo. Тем не менее точная и бесперебойная работа своей системы – одно из важнейших условий национальной безопасности.
Летом 2022 года уже раздавались голоса с идеями "отключить" Россию от системы глобальной навигации GPS.
Сами по себе идеи бредовые, однако общее направление мыслей понятно. В этой ситуации для России критически важно самостоятельно поддерживать работоспособность ГЛОНАСС на максимальном уровне.
Партнерская работа на равных с Китаем – тоже очень хорошее подспорье в данной истории. Унификация сигналов, совместные испытания систем. К тому же две системы в случае какого-то серьезного противодействия – всегда лучше, чем одна, надежнее.
Отдельный разговор – работа по расширению взаимодействия в международной программе КОСПАС-САРСАТ, международной спутниковой поисково-спасательной системы. При аварийных ситуациях на судах и самолетах она оповещает о бедствии и местоположении персональных радиобуев, установленных на транспортных средствах. Спутники ГЛОНАСС тоже являются частью этой системы, спасшей уже не один десяток тысяч жизней.
В любом случае совместная работа – это хорошо. Особенно когда она производится на равных, а в данном виде сотрудничества – это несомненно так.
Михаил Котов