Генконструктор: новый сегмент ГЛОНАСС повысит точность навигации в Восточном полушарии

В октябре с космодрома Плесецк запланирован запуск навигационного спутника "Глонасс-К". Аппарат уже доставлен на космодром, с ним ведутся работы по подготовке к пуску. Это будет третий спутник этой серии в орбитальной группировке.

О создании высокоорбитального космического комплекса ГЛОНАСС, повышении точности навигации и увеличении отечественной электронно-компонентной базы в соответствующих аппаратах в интервью ТАСС рассказал генконструктор ГЛОНАСС Сергей Карутин.

— Какие основные задачи выполняет ГЛОНАСС?

— В 2020 году завершается очередное десятилетие развития отечественной глобальной навигационной спутниковой системы — ГЛОНАСС. Начавшееся в 2006 году восстановление группировки дает видимые результаты, сегодня нашу повседневную жизнь сложно представить без сплошного искусственного радионавигационного поля, которое орбитальная группировка ГЛОНАСС предоставляет потребителям в глобальном масштабе с 2011 года.

Сегодня сигналы ГЛОНАСС используются для спасения жизней при дорожно-транспортных происшествиях, мониторинге и диспетчеризации воздушного, наземного и водного транспорта, синхронизации сетей подвижной сотовой связи и элементов энергосистемы страны, управления дорожной и сельскохозяйственной техникой и многих других.

Восстановление орбитальной группировки в 2011 году обеспечило полную навигационную независимость Российской Федерации. Несмотря на то что ГЛОНАСС предоставляет потребителям четыре типа навигационных услуг, всех интересует именно базовая. Это вполне объяснимо — она используется всеми потребителями, поэтому хочется рассказать о перспективах именно ее развития.

— В каком составе сейчас работает группировка ГЛОНАСС?

— Базовая навигационная услуга предоставляется посредством орбитальной группировки из 24 космических аппаратов (КА) в трех орбитальных плоскостях на средних круговых орбитах. Равномерное распределение КА по плоскостям обеспечивает глобальное мгновенное и всепогодное определение местоположения, параметров вектора скорости и ускорения потребителей, а также их временную синхронизацию.

Основу группировки составляют аппараты второго поколения — спутники "Глонасс-М", разработанные в 2003 году. Они демонстрируют фантастическую работоспособность, уже 14 космических аппаратов работают дольше гарантийного срока активного существования, четыре спутника в этом году празднуют 13-летнюю годовщину на орбите. Это превзошло все ожидания, ведь они не просто оказывают услугу, они успешно эксплуатируются расчетами Воздушно-космических сил Российской Федерации, которые обеспечивают постоянное повышение точности базовой услуги.

— Насколько улучшилась точность навигации?

— В 2014 году погрешность навигации за счет аппаратов составляла 1,4 м, но работа по повышению точности не останавливается ни на один день. 30 января этого года данные спутники обеспечили снижение погрешности до 0,9 м, а в течение недели погрешность не превышала 1,15 м.

Необходимо отметить, что именно создание спутников "Глонасс-М" позволило потребителям во всем мире впервые получить навигационную услугу в двух диапазонах частот, что необходимо для снижения влияния ионосферы на точность навигации. Прием сигналов в двух диапазонах позволяет осуществлять навигацию в условиях возмущения этого слоя атмосферы во время магнитных бурь, вызванных солнечной активностью. Возмущения ионосферы приводят к увеличению погрешности навигации и временной синхронизации в несколько раз. 

— В октябре планируется запуск спутника "Глонасс-К", чем он отличается от предыдущего поколения?

— На космодроме Плесецк готовится к запуску аппарат третьего поколения "Глонасс-К", он предоставит потребителям еще больше возможностей — новый сигнал в третьем частотном диапазоне. Новый сигнал — точнее и информативнее. Поэтому поэтапное обновление орбитальной группировки позволит гарантированно повысить качество базовой навигационной услуги.

— А выполняемые задачи чем-то отличаются?

— Первые космические аппараты данного поколения были запущены в 2011 и 2014 годах и позволили нам отработать технологии создания навигационных спутников в негерметичном исполнении, когда бортовая аппаратура находится вне гермоконтейнера космического аппарата. Подобное решение позволило более чем в полтора раза снизить массу спутника. Этот резерв обеспечил расширение функциональных возможностей космического аппарата. 

Теперь аппараты "Глонасс" несут важную и благородную миссию бортового ретранслятора системы КОСПАС-SARSAT — поиска и спасания терпящих бедствие морских и воздушных судов.

— В 2021 году планируется первый запуск спутника "Глонасс-К2". Повысит ли он точность навигации?

— Опыт, полученный при создании аппаратов третьего поколения ("Глонасс-К"), позволил разработать космический аппарат четвертого поколения "Глонасс-К2". Это уникальный космический аппарат — он предоставит гражданским потребителям пять навигационных сигналов, точность навигационного обеспечения за счет этого спутника будет менее 0,3 м, срок активного существования — не менее десяти лет.

— Как продвигается работа по импортозамещению комплектующих спутников?

— Невозможно пройти мимо вопроса обеспечения импортонезависимости, переход на использование отечественной электронной компонентной базы (ЭКБ) открыл нам возможность определять ее функционал, и огромную помощь нам оказывает в этой работе Минпромторг России. За прошедшие шесть лет в изготавливаемой сейчас бортовой аппаратуре доля ЭКБ отечественного производства уже достигла величины более 95%.

— Ранее генеральный директор компании "Информационные спутниковые системы им. М.Ф. Решетнёва" (входит в госкорпорацию "Роскосмос") Николай Тестоедов анонсировал создание нового сегмента спутниковой системы ГЛОНАСС. Когда ожидается первый запуск по программе?

— Наш традиционный фокус на потребителя сохраняется, проведенные исследования показывают растущие потребности в навигационных услугах в сложных условиях, при которых КА виден под углами более 25° над линией горизонта. Для удовлетворения потребностей потребителей в качественных услугах с помощью новых кодовых сигналов в 2021 году начнется создание высокоорбитального космического комплекса (ВКК) ГЛОНАСС. С запуском первого спутника в 2025 году и полным развертыванием группировки из шести космических аппаратов в трех плоскостях к концу 2027 года будет на 25% повышена точность навигации в Восточном полушарии.

 В качестве основы для построения высокоорбитального космического комплекса будет использоваться прекрасно зарекомендовавшая себя платформа спутника "Глонасс-К", о которой уже подробно сказано выше.

— Существует какой-то контроль качества оказываемых навигационных услуг?

— Мы уделяем большое внимание контролю качества навигационных услуг ГЛОНАСС, и для решения данной задачи создана система контроля и подтверждения характеристик системы. Она включает сеть станций мониторинга сигналов ГЛОНАСС за рубежом, а также специализированные радиотелескопы, способные проводить анализ структуры и мощности радиосигналов у поверхности Земли. Результаты этого объективного мониторинга подтверждают правильность выбранных технических решений.

— Наблюдались ранее попытки создать помехи для работы российской навигационной системы?

— Важным вопросом является защита навигационных диапазонов частот от несанкционированных помеховых воздействий, и контроль за электромагнитной обстановкой в них стал для нас приоритетнейшей задачей, которую в первую очередь предстоит решать в нормативном поле.

В ближайшие годы запланирована большая работа по созданию комплексной системы нормативно-правового регулирования в сфере навигационной деятельности, выпуск целого ряда ключевых документов, гарантирующего потребителям требуемый уровень качества услуг со стороны операторов системы.

— В прошлом году был разработан Стандарт эксплуатационных характеристик ГЛОНАСС. Зачем он нужен?

— Этот основополагающий документ устанавливает значения достигнутых навигационных характеристик ГЛОНАСС с существенным гарантированным запасом, которые в сочетании с условиями приема сигналов и априорными оценками характеристик аппаратуры потребителя могут позволить потребителю оценить для себя конечные характеристики при решении конкретной задачи.

Стандарт является основой для проведения сертификации услуг ГЛОНАСС, а также для разработки стандартов более низкого уровня на конкретные образцы НАП, системы на основе ГЛОНАСС, для разработки международных стандартов Международной организации гражданской авиации (ИКАО), Международной морской организации (ИМО) и др.

Использование унифицированной номенклатуры эксплуатационных параметров и методик их расчета всеми ГНСС, включая ГЛОНАСС, GPS, Galileo и BDS, является общепринятой мировой практикой. Аналогичные стандарты уже опубликованы для GPS, Galileo и BDS и постоянно обновляются.

— Как в ближайшее время планируется улучшать точность навигации ГЛОНАСС?

— Одной из важнейших задач 2020 года является гармонизация потребительского интерфейса ГЛОНАСС. Выше было отмечено влияние среды распространения на точность навигации, поэтому готовятся к опубликованию новые редакции интерфейсных контрольных документов (ИКД) ГЛОНАСС, которые описывают параметры взаимодействия между аппаратами "Глонасс" и навигационной аппаратурой потребителя.

Предполагается, что повышение точности ГЛОНАСС будет достигнуто за счет введения в резервные разряды кадров навигационных сообщений дополнительной информации. В частности, будут введены математические модели вычисления ионосферных и тропосферных задержек. Параметры модели ионосферы будут включены в состав навигационного сообщения, а тропосферной модели требуется только информация о широте расположения навигационного приемника и сезоне года.

Изменения ИКД для сигналов с частотным и кодовым разделением для передачи дополнительной информации обеспечат обратную совместимость для бессбойной работы существующего парка навигационной аппаратуры потребителя и передачу параметров тропосферы и ионосферы в дополнительных разрядах.

Беседовала Екатерина Москвич