2.17. Системы космического базирования: спутниковая радионавигационная

система GLONASS

Основное назначение данной системы – глобальная оперативная навигация приземных подвижных объектов (сухопутных, морских, воздушных) и низкоорбитальных космических. Термин “глобальная оперативная навигация” означает, что подвижный объект, оснащенный навигационной аппаратурой потребителей, может в любом месте воздушного пространства в любой момент времени определить (уточнить) параметры своего движения. Система разработана по заказу и находится под управлением Министерства Обороны Российской Федерации.

Первый запуск навигационного спутника («Космос 1413») по программе GLONASS состоялся 12 октября 1982 года.

Система была официально принята в эксплуатацию 24 сентября 1993 года с неполной комплектацией орбитальной структуры. Орбитальная группировка штатного состава (24 космических аппарата) была развернута только в декабре 1995 года.

Распоряжением Президента Российской Федерации от 18.02.99 г. №38-рп, GLONASS придан статус системы двойного (военного и гражданского) назначения. Органами, ответственными за ее использование, поддержание и развитие, являются Министерство обороны Российской Федерации и Российское авиационно-космическое агентство. Координация вопросов развития и использования системы осуществляется Межведомственной комиссией, носящей название, “Интернавигация” и, образованной в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 29.03. 99 г. №346 межведомственной оперативной группой.

В интересах мирового сообщества GLONASS используется в соответствии с постановлениями Правительства Российской Федерации от 07.03.95 г. №237 и от 29.03. 99 г. №346 Россия предоставляет систему в стандартном режиме для гражданского, коммерческого и научного использования без взимания за это платы.

Полная орбитальная группировка в GLONASS содержит 24 штатных спутников на круговых орбитах, с наклонением 64,8º в трех орбитальных плоскостях по восемь спутников в каждой. В системе каждый штатный спутник в орбитальной группировке постоянно излучает шумоподобные непрерывные навигационные радиосигналы в двух диапазонах частот 1600 мГц (L1) и 1250 мГц (L2). Используется частотный принцип разделения сигналов.

Координаты потребителя в системе GLONASS (впрочем, также как и в системе GPS) определяются посредством их расчета по псевдодальностям до спутников Di, рассчитываемым по временным задержкам Ti сигнала по трассе “i-й навигационный спутник - потребитель” и известной скорости распространения радиоволн с:

Di = c•Ti.

Системы CPS и GLONASS имеют сходную архитектуру. В их состав входят космический сегмент (должен содержать 24 работающих спутника), сеть наземных станций наблюдения за их работой и пользовательский сегмент (навигационные приемники). Все спутники CPS/GLONASS являются автономными. Параметры их орбит периодически контролируются сетью наземных станций слежения, с помощью которых (не реже 2 раз в сутки) вычисляются их баллистические характеристики, регистрируются отклонения космических аппаратов от расчетных траекторий движения и определяется собственное время бортовых часов спутников. В таблице 2.9 приведены основные сравнительные данные этих систем.

Таблица 2.9

Основные сравнительные данные систем GLONASS и GPS

Параметр	GLONASS	GPS
1	2	3
Число спутников в орбитальной группировке	24 (3)	24 (3)
Число орбитальных плоскостей	3	6
Число спутников в орбитальной плоскости	8	4
Тип орбиты	круговая	Круговая
Высота орбит, км	19100	20145
Наклонение орбит, град	64, 8	55
Период обращения спутника вокруг Земли	11ч 15 мин	11ч 56, 9 мин
Срок эксплуатации, лет	До 3	7, 5
Способ разделения сигналов спутника	Частотный	Кодовый
Несущие частоты, МГц: L1 L2	1602, 5625 – 1615, 5 1246, 4375 – 1256, 5	1575, 42 1227, 6
Период повторения сигнала спутника	1 мс	1 мс (С/А-код) 7 дней (Р-код)
Скорость передачи цифровой информации, бит/с	50	50
Система отсчета пространственных координат	ПЗ-90	WGS-84
Зона действия	глобальная	Глобальная
Число одновременных пользователей	без ограничения	без ограничения

Одним из направлений совершенствования и развития спутниковой радионавигации является совместное использование сигналов GLONASS и GPS. Основные цели этого процесса – повышение точности и надежности (доступности, непрерывности обслуживания и целостности) навигационных определений.

Наиболее важными предпосылками, облегчающими совместное использование и интегрирование, служат:

- общность принципов баллистического построения обеих систем (высота орбиты ≈ 20 000 км, наклонение орбит ≈60º, период обращения спутников ≈ 12 ч. и др);

- общность используемого частотного диапазона (≈1600 МГц L1 и ≈1200 МГц L2);

- общность измерения навигационных параметров;

- близость используемых систем координат, в которых определяется местоположение объекта;

- практическая одновременность создания и совершенствования GLONASS и GPS;

- готовность Правительств России и США предоставить системы для использования различными потребителями мирового сообщества.

Интегральные оценки возможности навигации потребителя систем GLONASS и GPS (по состоянию на 2002 г.) приведены в таблице 2.10.

Таблица 2.10