9.1. Базовые созвездия спутников (космический сегмент).

Система GPS. В США по разработанной программе модернизации GPS с 2004 года введен новый более устойчивый гражданский код для диапазона L2 (L2C). Исходные эксплуатационные возможности двухчастотной навигации с новым кодом для L2 будут достигнуты в 2010 году на базе созвездий из 18 НКА, ведущих вещание нового гражданского кода на L2. С 2006 года в систему добавлен в соответствии со стандартом ИКАО третий гражданский сигнал L5 на частоте 1176 МГц, предназначенный для авиации и других служб, связанных с обеспечением безопасности жизни. Аналогичным образом, предусмотрено наличие сигнала L5 на 18 НКА для нормального функционирования системы к концу 2013 года.

Система ГЛОНАСС. Российская Федерация с 2003 года приступила к реализации федеральной целевой программы, рассчитанной на 10 лет. Программа включает создание НКА нового поколения ГЛОНАСС – М, запуск которых начат в конце 2003 года, и ГЛОНАСС-К. К настоящему времени орбитальный сегмент системы доведен до 18 единиц, включая несколько спутников ГЛОНАСС – М с увеличенным сроком службы и улучшенными характеристиками, что обеспечивает системе её полную функциональность. Второй этап программы, начатый с 2007 года, которым запланировано доведение орбитального сегмента в 2010 году до стандартного уровня – 24 НКА, осуществляется за счет запуска НКА типа ГЛОНАСС –К. В этих НКА предусмотрен третий дополнительный навигационный сигнал L3 в диапазоне частот 1164…1215 МГц, предназначенный для авиации и других служб, связанных с обеспечением безопасности жизни. Кроме того, ГЛОНАСС – К имеет улучшенные точностные характеристики, превосходящие по некоторым параметрам характеристики GPS. НКА ГЛОНАСС – К значительно легче существующих модификаций и имеет срок службы 10…12 лет, что позволит в несколько раз снизить затраты на развертывание и поддержание орбитального сегмента системы. Продолжается постепенный перевод работы системы в нижнюю часть занимаемых в настоящее время частот диапазона, в соответствии с существующими соглашениями по обеспечению электромагнитной совместимости со средствами радиоастрономии и подвижной спутниковой службой.

Система GALILEO. Европейские государства, признавая стратегическое значение спутниковой навигации, потенциальные виды её применения и существующие недостатки GNSS, создают европейскую структуру GNSS на основе двухэтапного подхода путем внедрения SBAS, известной как Европейская геостационарная оверлейная служба (EGNOS) для удовлетворения кратко- и среднесрочных потребностей, а также созвездие навигационных спутников GALILEO для обеспечения потребностей Пользователей на более длительную перспективу. Европейская программа предусматривает развертывание полномасштабного созвездия спутников исключительно под гражданским контролем. В этом главное организационное и открытое построение системы в отличие от GPS и ГЛОНАСС, которые изначально являются военными, но предоставляются для использования в гражданских целях. Таким образом, GALILEO предназначено стать системой, контролируемой и эксплуатируемой гражданскими органами и обеспечивающей потребности различных Пользователей, включая морфлот и гражданскую авиацию. Использование обслуживания, представляемого GALILEO, будет зависеть от наличия Стандартов ИКАО. GALILEO будет иметь новые параметры, позволяющие улучшить и гарантировать обслуживание для решения навигационных задач для любых подвижных объектов с точностью менее одного метра. Определен широкий диапазон возможных видов применения системы с различными эксплуатационными требованиями, которые сгруппированы вокруг пяти опорных служб: открытая служба GALILEO (OS), охрана жизни (SoL), коммерческая служба (CS), публичная зарегистрированная служба (PRS) и поддержка поиска и спасения (SAR).НКА системы будут вещать на трех гражданских сигналах L1, E5a и E5b..

Помимо стран европейского сообщества достигнуты договорённости на участие в проекте с государствами — Китай, Израиль, Южная Корея, Украина и Россия. Кроме того, ведутся переговоры c представителями Аргентины, Австралии, Бразилии, Чили, Индии, Малайзии, Ожидается, что GALILEO войдёт в строй в 2013 году, когда на орбиту будут выведены все 30 запланированных спутников (27 операционных и 3 резервных). Компания Arianespace заключила договор на 10 ракет-носителей"Союз" для запуска спутников начиная с 2010 года. Космический сегмент будет дополнен наземной инфраструктурой, включающей в себя два центра управления и глобальную сеть передающих и принимающих станций. Первый опытный спутник системы GALILEO типа GLOVE-A был доставлен на космодром Байконур 30 ноября 2005 года. 28 декабря 2005 года в с помощью ракеты-носителя «Союз-ФГ» космический аппарат GLOVE-A был выведен на расчётную орбиту высотой более 23000 км с наклонением 56° Масса аппарата 700 кг, габаритные размеры: длина — 1,2 м, диаметр — 1,1м. Основная задача GLOVE-A состояла в испытании дальномерных сигналов GALILEO на всех частотных диапазонах. Спутник создавался в расчете на 2 года активного экспериментирования, которое и было успешно завершено примерно в расчетные сроки. Передача сигналов по состоянию на апрель 2009 года еще продолжалась.

Второй опытный спутник GLOVE-B был запущен 27 апреля 2008 года и начал передавать сигналы 7 мая 2008 года. Основная задача GLOVE-B состоит в тестировании передающей аппаратуры, которая максимально приближена к будущим серийным спутникам. GLOVE-B - первый спутник в котором в качестве часов используется водородный мазер. GLOVE-B способен передавать несколько модификаций дальномерного кода открытой службы на частоте L1, из которых предполагается выбрать одну для дальнейшего постоянного использования.

Оба спутника GLOVE предназначены для проведения испытаний аппаратуры и исследования характеристик сигналов. Для систематического сбора данных измерений усилиями ЕКА (Европейское Космическое Агентство) была создана всемирная сеть наземных станций слежения.

Система БЭЙДОУ – китайская спутниковая навигационная система - в перспективе будет по всей вероятности также включена в состав GNSS. Начало её функционирования запланировано на 2010 год, но пока только в пределах азиатско-тихоокеанского региона. Дата начала работы системы в глобальном масштабе ещё не определена. Архитектура БЭЙДОУ (что, как разъяснили в китайском спутниковом навигационном центре, в переводе означает «компас») предусматривает наличие 5 спутников на геостационарной орбите и 30 спутников на орбите средней дальности, т.е. ~ 20000 км. Первый спутник системы был выведен на орбиту средней дальности в 2007 году. На сегодня он находится в рабочем состоянии, однако до сих пор не вышел на заданное значение орбиты. Второй среднеорбитальный спутник выведен на заданную орбиту в апреле 2009 года. На геостационарной орбите по состоянию на 2009 год находится уже 3 спутника системы. К 2012 году количество среднеорбитальных НКА будет доведено до 12 штук. К 2015 году Китайская Народная Республика планирует довести количество НКА до штатного значения – до 30 штук (надо отдать должное, в Китае пока подобные планы всегда реализуются ).

Несмотря на то, что на сегодня неизвестно, когда сигналы Бэйдоу можно будет принимать на всех континентах, предусматривается, что система будет полностью совместима с GPS, ГЛОНАСС и GALILEO. Бэйдоу, также как и остальные системы, будет полностью бесплатной для пользования гражданскими потребителями, однако за плату можно будет пользоваться шифрованными каналами связи, подобно тому, как это предусмотрено в GPS. Япония, которая открыто выразила свою озабоченность в связи с развертыванием Бэйдоу, заявила о планах по развертыванию собственной локальной группировки Квази-Зенит, НКА которой будут расположены на высокоэллиптической орбите над азиатско-тихоокеанским регионом.