Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС. Современное состояние и перспективы развития

Содержание
Назначение системы ГЛОНАСС
Принципы государственной политики
Состав и текущее состояние системы ГЛОНАСС
Программа модернизации
Прикладные технологии ГЛОНАСС
Основные направления международного сотрудничества

Принцип навигации на базе ГЛОНАСС
Навигационные спутники ГЛОНАСС используются в качестве реперов с известными координатами
Потребитель измеряет дальность до навигационных спутников, принимая навигационные сигналы от них и фиксируя время передачи и приема сигналов. Координаты спутников содержатся в навигационных сигналах
По расстояниям до четырех КА потребитель с помощью навигационной потребительской аппаратуры вычисляет
свои координаты
расхождение своих часов относительно часов системы ГЛОНАСС, которая синхронизирована с госэталоном

Определение координат и времени в гражданской области
Транспорт
Навигация и управление движением
Авиация, флот, железные дороги, автомобильный транспорт
Энергетика, транспортировка газа и нефти
Синхронизация линий передач, транспортировки
Прокладка линий передач и трубопроводов
Связь
Синхронизация передачи данных
Транспорт
Землеустройство
Картография
Транспорти-ровка газа и нефти
Связь
Энергетика
Фундаментальная наука о Земле

Применение в
Вооруженных Силах
Основные потребителя в Вооруженных Силах
Войсковые формирования
Подвижные пункты управления
Информационные и боевые средства различного базирования
Решаемые задачи:
Высокоточное определение координат при подготовке исходных данных для стрельб
Достоверное определение местоположения собственных сил и средств
Всепогодное, непрерывное (в реальном масштабе времени), глобальное, помехоустойчивое высокоточное навигационное обеспечение применения войск
Обеспечение временной привязки объектов ВС РФ к системе единого времени

Особенности применения ГНСС
ГНСС становятся глобальным стратегическим средством, которое используется во всем мире практически во всех областях экономической деятельности всеми странами
В настоящее время наибольшее распространение получила система GPS США. Система ГЛОНАСС, полностью развернутая в 1995 году, находится на стадии восстановления и развития. Система Galileo переживает определенные трудности и может быть развернута к 2012 году.
Системы ГНСС – достаточно уязвимы к помехам
Риск обеспечения надежности навигации и устойчивого развития экономик многих стран мира при использовании только одной ГНСС
Для снижения риска и обеспечения устойчивого развития экономики:
- Необходимо иметь в наличии вторую ГНСС
ГЛОНАСС – основа для снижения риска в устойчивом экономическом развитии

ГЛОНАСС –относится к критически важной государственной инфраструктуре, обеспечивающей национальную безопасность и экономическое развитие страны
ГЛОНАСС – система двойного назначения
Предоставление гражданских сигналов ГЛОНАСС на безвозмездной основе всем потребителям
Открытый доступ к документации по структуре гражданских сигналов ГЛОНАСС для разработчиков навигационных приемников и систем на их основе
Содействие разработке и производству комбинированной аппаратуры ГЛОНАСС/GPS
Обеспечение совместимости и взаимодополняемости ГЛОНАСС с системой GPS и будущей GALILEO
Содействие развитию массового рынка навигационных услуг
Обязательное оснащение российских государственных потребителей, использующих навигацию, приемниками ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS
Основные принципы государственной политики

Состав средств глобальной навигационной системы ГЛОНАСС
Космический комплекс ГЛОНАСС
Орбитальная группировка
Наземный комплекс управления
Комплекс средств запуска
Средства функциональных дополнений ГНСС (широкозонные системы)
Средства решения фундаментальных задач для обеспечения ГЛОНАСС
Прикладные потребительские системы (включая навигационную аппаратуру потребителей)
Средства контроля навигационного поля и метрологического обеспечения
Нормативная правовая база применения средств координатно-временного и навигационного обеспечения
Средства инфраструктуры предоставления услуг на базе ГНСС

Архитектура космического комплекса ГЛОНАСС
Орбитальная группировка:
24 спутника по 8 КА в трех плоскостях
Орбиты сдвинуты на 120 ° по экватору
Параметры орбиты
Орбита – круговая
Высота 19100 км
Наклонение 64.8°
Период 11ч15мин

Космический аппарат «Глонасс-М»
Основные тактико-технические характеристики
Основные отличия от КА «Глонасс»
Увеличенный срок активного существования
Второй гражданский сигнал на L2
Повышенная стабильность часов
Повышенная точность наведения батарей
Улучшенная модель движения

Состояние орбитальной группировки ГЛОНАСС
В составе орбитальной группировки 16 КА
Используются по целевому назначению 16 КА (на 19.03.2008)
Планируемые запуски в 2008 году:
Блок 38 (3 КА Глонасс-М) – сентябрь 2008
Блок 39 (3 КА Глонасс-М) – декабрь 2008
Глобальное покрытие в 2009-2010 гг.

Программа развития ГЛОНАСС
Обеспечение глобальной непрерывной навигации – 2009-2010 гг.
Развертывание орбитальной группировки в составе 24 КА
Доведение характеристик ГЛОНАСС до уровня, сопоставимого с зарубежными аналогами – 2010 год
Модернизация наземного комплекса управления
Введение гражданского сигнала на третьей частоте (начиная с запуска КА «Глонасс-К»)
Обеспечение взаимодополняемости с GPS и Galileo по навигационным сигналам, системам координат и системе времени
Дальнейшая модернизация системы ГЛОНАСС на базе КА нового поколения («Глонасс-КМ»)

Программа повышения точности навигации потребителей
0
20
30
до 2006 г.
2007 г.
2008 г.
2009–2011 гг.
Среднеквадратическая ошибка навигационных определений, м
БИВС – беззапросная измерительно-вычислительная станция
БИС – беззапросная измерительная станция
КИС – командно-измерительная система
СУИК – система управления и контроля
ЗИС – запросная измерительная станция
10
2,4
Использование БСУ в системе ГЛОНАСС с нестабильностью 10
-14
Система GPS
2,3
Использование корректирующей информации от СДКМ
10,5
20–25
5,3
3,7
2,0
КИС «Тамань-база",
3 БИВС, 3 БИС и 1 ЗИС
3 БИВС, 5 БИС и 3 ЗИС
3 БИВС, 7 БИС
и 4 ЗИС, 24 КА, беззапросные измерительные средства вне территории РФ
Запросная
технология в существующем
НКУ
Переход
на беззапросную
технологию
Расширение сети
беззапросных
станций
Доведение беззапросных
средств до штатного
состава
СУИК
4,9
БСУ с нестабильностью 10
-13
БСУ с нестабильностью 5 х 10
-14

Основные области использования спутниковых навигационных систем
РЕГУЛИРУЕМЫЙ РЫНОК
НЕРЕГУЛИРУЕМЫЙ РЫНОК

Спутниковая навигация для научных исследований

От аппаратуры потребителя к региональным навигационно-информационным системам

Объективные предпосылки для международного сотрудничества
Глобальные навигационные спутниковые системы становятся реальным глобальным стратегическим средством для
обеспечения национальной безопасности
устойчивого национального экономического развития
необходимость координации действий «владельцев» систем в процессе модернизации
необходимость обеспечения совместимости и взаимодополняемости систем для эффективного применения в потребительском секторе

Преимущества совместного использования ГНСС
Повышенная доступность навигации в сложных реальных условиях видимости (в городских и горных условиях)
Повышенная помехозащищенность от индустриальных помех
Снижение риска политической зависимости от одного оператора
Пример повышения доступности при строительных работах в Москве при совместном использовании GPS и 9 КА ГЛОНАСС

Приоритетные направления сотрудничества
Обеспечение совместимости ГЛОНАСС с GPS, Galileo по радиочастотному спектру
Защита диапазона, выделенного для RNSS
Обеспечение взаимодополняемости ГЛОНАСС с GPS, Galileo, а также их функциональных дополнений (системы координат, системные шкалы времени, навигационные сигналы)
Разработка, гармонизация и внедрение международных стандартов в части использования ГНСС
Создание согласованной системы сертификации услуг ГНСС
Разработка перспективных технологий в области спутниковой навигации
Реализация функций поиска и спасания на перспективных КА
Контроль и обеспечение целостности навигационных полей