История развития навигационной системы глонасс

Развитие отечественной спутниковой радионавигационной системы (СРНС) ГЛОНАСС имеет уже практически 40-летнюю историю, начало которой положено, как чаше всего счи­тают, запуском 4 октября 1957 года в Советском Союзе первого в истории человечества ис­кусственного спутника Земли. Измерения доплеровского сдвига частоты передатчика этого ИСЗ на пункте наблюдения с известными координатами позволили определять пара­метры движения этого спутника.

Обратная задача была очевидной: по измерениям того же доплеровского сдвига при известных координатах ИСЗ определить координаты пункта наблюдения.

В то же время, как свидетельствует, первое научно-обоснованное предложение об использовании ИСЗ для навигации родилось в Ленинграде еще до запуска первого советско­го ИСЗ в период проведения под руководством профессора ШебшаевичаB.C. в Ленинград­ской военно-воздушной инженерной академии (ЛВВИА) им. А.Ф. Можайского в период с 1955 по 1957 г.г. исследований возможностей радиоастрономических методов для самолето­вождения . Материалы исследований докладывались в октябре и декабре 1957 года на межведомственной конференции и семинаре .

Научные основы низкоорбитальных СРНС были существенно развиты в процессе вы­полнения исследований по теме ''Спутник" (1958-1959 г г.), которые осуществляли ЛВВИА им. А.Ф. Можайского, Институт теоретической астрономии АН СССР, Институт электроме­ханики АН СССР, два морских НИИ и Горьковский НИРФИ, Работы проводились с участи­ем крупных специалистов по аналитической механике (член-корр. АН СССР А.И. Лурье) и расчетам орбит (проф. П.Б. Эльясберг). В коллективах этих организаций по проблеме актив­но работали М.М. Кобрин, Ю.В. Батраков, Е.Д. Голиков, В.П. Заколодяжный, Э.А. Жижем-ский, А.А. Колосов, Л.И. Кузнецов, В.Ф. Проскурин, А.Н. Радченко, Н.К. Сергеев, Б.А. Смольников, Е.Ф. Суворов, В.А. Фуфаев, Г.И. Черепанов, Е.П. Чуров, В.И. Юницкий и др.. Основное внимание при этом уделялось вопросам повышения точности навигационных определений, обеспечения глобальности, круглосуточности применения и независимости от погодных условий.

Проведенные работы позволили перейти в 1963 году к опытно-конструкторским рабо­там над первой отечественной низкоорбитальной системой, получившей в дальнейшем на­звание "Цикада".

Вот что писал в 1992 году о решении этой задачи Генеральный конструктор космиче­ских систем навигации и связи академик М.Ф. Решетнев:

"Полномасштабные работы по созданию отечественной навигационной спутниковой системы были развернуты в середине 60-х годов, а 27.11.1967 года был выведен на орбиту первый навигационный отечественный спутник" ("Космос-192").

В дальнейшем спутники системы "Цикада" были дооборудованы приемной измери­тельной аппаратурой обнаружения терпящих бедствие объектов.

Одной из центральных проблем создания спутниковой системы, обеспечивающей без- запросные навигационные определения одновременно по нескольких спутникам, является проблема взаимной синхронизации спутниковых шкал времени с точностью до миллиардных долей секунды (наносекунд), поскольку рассинхронизация излучаемых спутниками навига­ционных сигналов в 10 не вызывает дополнительную погрешность в определении местопо­ложения потребителя до 10-15 м.

Решение задачи высокоточной синхронизации бортовых шкал времени потребовало ус­тановки на спутниках высокостабильных бортовых цезиевых стандартов частоты с относи­тельной нестабильностью 1*Е-13 и наземного водородного стандарта с относительной неста­бильностью 1 *Е-14, а также создания наземных средств сличения шкал с погрешностью 3-5 не.

Второй проблемой создания высокоорбитальной навигационной системы является вы­сокоточное определение и прогнозирование параметров орбит навигационных спутников.

Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, полу­чившей название ГЛОНАСС, были начаты в октябре 1982 года запуском спутника "Космос- 1413"..."

В 1995 году было завершено развертывание СРНС ГЛОНАСС до ее штатного состава (24 КА). Современное состояние системы характеризуется материалами раздела 2.8.

Разработаны самолетная аппаратура А-744, СНС-85, наземная аппаратура АСН-15 (РИРВ), морская аппаратура "Шкипер" и "Репер" (РНИИ КП), "Бриз" (КБ "Навис”), самолет­ная аппаратура А-737, "Интер" (МКБ "Компас") и др. [6, 7].

Основным заказчиком и ответственным за испытания и управление системой являются Военно-космические силы (ВКС) РФ (сейчас Ракетные войска стратегического назначения, РВСН).

Основными направлениями дальнейших работ по системе определены:

• модернизация СРНС ГЛОНАСС на основе модернизированного спутника ГЛОНАСС- М с повышенным гарантийным сроком службы (пять и более лет вместо трех в на­стоящее время) и более совершенными техническими характеристиками, что позволи­ло бы повысить надежность и точность системы в целом;

• работы по внедрению технологии спутниковой навигации в отечественную экономику, науку и технику, а также создание нового поколения навигационной аппаратуры по­требителей, станций дифференциальных поправок и контроля целостности;

• разработка и реализация концепции Российской широкозонной дифференциальной подсистемы на базе инфраструктуры ВКС и ее взаимодействия с ведомственными ре­гиональными и локальными дифференциальными подсистемами, находящимися как на территории России, так и за рубежом;

• развитие сотрудничества с различными международными и зарубежными организа­циями и фирмами в области расширения использования возможностей навигационной системы ГЛОНАСС для широкого круга потребителей;

• решение вопросов, связанных с использованием совместных навигационных полей сис­тем ГЛОНАСС и GPSв интересах широкого круга потребителей мирового сообщества. Среди последних вопросов:

поиск единых подходов к вопросу предоставления услуг мировому сообществу со сто­роны космических навигационных систем;

• согласование опорных систем координат и системных шкал времени;

• выработка мер по недопущению использования возможностей космических навигаци­онных систем в интересах террористических режимов и группировок.

Работа в указанных направлениях ведется в соответствии с требованиями, выдвигае­мыми различными потребителями (воздушными, морскими и речными судами, наземными и космическими средствами, топогеодезическими, землеустроительными и другими службами).