Системы навигации для водного транспорта
Сейчас в мире существует четыре проекта глобальных радионавигационных спутниковых систем (ГНСС): один действующий – американский GPS, один восстанавливаемый – российский ГЛОНАСС и два развертываемых – европейский Galileo и китайский Compass.
Для достижения глобальности навигационно-временного обеспечения в штатном составе космического сегмента четырех упомянутых проектов должно быть:
GPS – 24 спутника семейства NAVSTAR GPS;
ГЛОНАСС – 24 спутника серии ГЛОНАСС-М;
Galileo – 30 спутников серии GALILEO;
Compass – 51 спутник (в перспективе 66).
На территории России действуют две системы ГНСС: ГЛОНАСС и GPS, применяются совмещенные приемники ГЛОНАСС/GPS. Упрощенно их работа выглядит так: спутники передают сигналы на Землю; на Земле приемники системы принимают эти сигналы (достаточно получить сигнал минимум от трех спутников одновременно (для воздушного судна – четыре спутника), чтобы вычислить координаты местоположения приемника); далее эти координаты передаются в какие-либо устройства для дальнейшего использования.
Анатолий Шилов, заместитель руководителя Роскосмоса, уверен, что после Министерства обороны самый весомый заказчик всех космических услуг – Минтранс. Система спутниковой навигации ГЛОНАСС призвана оптимизировать перемещение транспортных средств и обеспечить безопасность на всех видах транспорта.
Требования к техническому оборудованию транспортных средств, в том числе судов, средствами навигации в силу расширения круга задач и требований к уровню их решения повышаются. С 2000 года для целей мониторинга судов смешанного «река-море» плавания существовала система мониторинга «Виктория», позволяющая отслеживать координаты судна в автоматическом режиме 2 раза в сутки и оперативно по запросу.
В 2006 года Международная морская организация (IМО) ввела обязательную судовую систему охранного оповещения, которая выдает в автоматическом режиме координаты судна 4 раза в сутки. Источником координат для данных систем являются приемники стандарта ГЛОНАСС, встроенные в АИС (автоматические идентификационные системы). АИС обязательны для установки на судах грузовместимостью свыше 300 регистровых тонн (р. т.), совершающих международные рейсы, и свыше 500 р. т. для судов не совершающих международные рейсы, а также пассажирских судов вне зависимости от размера.
Затем с 2009 года, согласно требованиям IМО, стала обязательной регистрация судов, совершающих международные рейсы, в системе ОСДР (опознавание судов на дальнем расстоянии), которая дает координаты судна 6 раз в сутки.
Все эти системы работают на основе судовых терминалов стандарта Инмарсат-С и Инмарсат-D+ (Инмарсат – одна из систем спутниковой связи), источником координат для них являются встроенные либо внешние GPS-приемники.
Как считает Игорь Суслонов из «Северного речного пароходства», если предусмотреть ввод координат в терминалы Инмарсат от внешнего приемника ГЛОНАСС, то суда, совершающие международные рейсы, не нуждаются в терминалах какой-либо дополнительной системы мониторинга.
Приемники ГНСС и АИС обязательно должны быть установлены на морских судах по требованию международных норм (Правило 19 Главы V Конвенции SOLAS). К настоящему времени для навигационного обеспечения морских судов Международной морской организацией одобрены системы GPS и ГЛОНАСС. Суда оборудуются комбинированными приемоиндикаторами ГНСС ГЛОНАСС/GPS.
По словам Юрия Базарова, руководителя направления АИС ЗАО «Транзас», комплексному использованию АИС для навигационного обеспечения и безопасности плавания способствуют объективные предпосылки. А именно, согласно ТЭТ Минтранса России, АИС класса «А» может использоваться как резервное средство навигационного обеспечения. Задачи навигации и безопасности плавания решаются на единой базе определения координат по ГНСС, поскольку требования по точности определения координат аппаратурой ГНСС и аппаратурой АИС одинаковые.
Оборудование АИС отвечает всем требованиям к обеспечению безопасности плавания судна, и встраиваемый в АИС приемник ГНСС соответствует требованиям основных нормативных документов к навигационному обеспечению. Опыт использования на судах аппаратуры спутниковой навигации и судовой аппаратуры АИС показывает их высокую эксплуатационную надежность.
ЗАО «Транзас» по заказу Министерства промышленности и торговли РФ в рамках федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система» разработало судовую аппаратуру автоматической идентификационной системы (АИС) классов «А» и «В» для морских и речных судов. Встроенный в АИС приемник ГНСС определяет место судна и его скорость по трем системам: ГЛОНАСС/GPS/Galileo. При совместном использовании этих систем координаты судна могут быть определены с точностью 5–7 м (р +95%)/
Для повышения точности местоопределения судна системами ГЛОНАСС и GPS используется дифференциальный режим работы этих систем, который реализуется посредством развертывания сети контрольно-корректирующих станций (ККС). В настоящее время функционируют девять морских и четырех речных станций. В зоне действия станций, в радиусе 300 км от места установки, обеспечивается точность 1–5 м.
Ввод в эксплуатацию ККС в России создает предпосылки для использования в системах контроля и управления судоходством современных навигационно-информационных технологий, позволяет обеспечить высокоточную навигацию на подходах к российским портам и, в конечном счете, повысить их конкурентоспособность на мировом рынке.
Для передачи дифференциальных поправок ГНСС ГЛОНАСС/GPS используются также 39 береговых станций АИС (планируется установка еще 20), которые передают их в УКВ диапазоне. Дальность обеспечения порядка 20–50 миль в зависимости от высоты расположения передающей антенны.