Министерство Цифрового Развития, Связи И Массовых
Коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени Федеральное
Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение
Высшего Образования
«Московский Технический Университет Связи и Информатики» (МТУСИ)
──────────────────────────────────────
Реферат на тему №50 «Навигационные
спутниковые системы: ГЛОНАСС, GPS»
Выполнил: Студент
группы БИН2406 Петров
Вячеслав Андреевич
Оглавление
Глобальные навигационные спутниковые системы ГЛОНАСС и GPS: сравнительный технико-исторический анализ и стратегия обеспечения технологического суверенитета России 3
Генезис и историческая эволюция спутниковой навигации 3
Становление американского сегмента: от проекта Transit к современной GPS 3
Развитие советской и российской навигации: путь к ГЛОНАСС 4
Техническая архитектура и сравнительные характеристики систем 4
Орбитальная группировка и геометрия 5
Радиосигналы и методы разделения каналов (FDMA vs CDMA) 6
Точность и надежность позиционирования 6
Период кризиса, возрождение и государственная стратегия 7
Деградация и точка минимума 7
Федеральная целевая программа (ФЦП) 7
Технологический суверенитет и стратегия импортозамещения 7
Проблема импортной компонентной базы (ЭКБ) 7
Повышение помехоустойчивости и новые возможности 8
Заключение 8
Источники 9
Глобальные навигационные спутниковые системы глонасс и gps: сравнительный технико-исторический анализ и стратегия обеспечения технологического суверенитета России
В условиях стремительной цифровизации мировой экономики и возрастающей геополитической напряженности глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) перешли из разряда вспомогательных военных инструментов в категорию критически важной национальной инфраструктуры. Для студенческого и научного сообщества Московского технического университета связи и информатики (МТУСИ) данная тематика представляет особый интерес, поскольку она объединяет фундаментальные дисциплины: от теории передачи сигналов и электродинамики до сложнейших алгоритмов цифровой обработки и сетевой синхронизации.1 Навигационные системы сегодня являются не просто средством определения координат, но и глобальным эталоном времени, на котором базируется работа сотовых сетей, энергетических систем и финансовых рынков.
Генезис и историческая эволюция спутниковой навигации
История развития навигационных систем неразрывно связана с эпохой «космической гонки» и необходимостью решения прикладных задач по управлению высокоточным оружием и морскими флотами. Фундаментальный принцип работы первых систем основывался на эффекте Доплера — изменении частоты принимаемого сигнала в зависимости от скорости движения спутника относительно наземного наблюдателя.
Становление американского сегмента: от проекта Transit к современной gps
Первой в истории человечества действующей спутниковой навигационной системой стала американская Transit, разработка которой началась в 1958 году под эгидой агентства ARPA и Лаборатории прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (APL).3 Проект был инициирован ВМС США для обеспечения точного позиционирования подводных лодок класса Polaris, несущих баллистические ракеты. Первый успешный запуск прототипа Transit 1B состоялся 13 апреля 1960 года.3
Система Transit обладала рядом ограничений, характерных для технологий первого поколения. Она состояла из 5–6 спутников на низких околоземных орбитах (около 1100 км), что обеспечивало точность определения координат в пределах 200 метров.4 Однако из-за низкой орбиты и малого количества аппаратов навигационный сеанс был возможен только во время пролета спутника над зоной видимости приемника, что создавало паузы в обслуживании до 90 минут.5 Несмотря на это, Transit эксплуатировалась в течение 28 лет, вплоть до 1996 года, когда была окончательно заменена системой GPS.3
Параллельно с эксплуатацией Transit велись исследования по созданию систем второго поколения. В 1963 году корпорация Aerospace Corporation завершила исследование концепции 621-B, которая легла в основу современной GPS.3 Ключевым нововведением стало использование пассивной дальнометрии от четырех спутников одновременно, что позволило определять не только широту и долготу, но и высоту объекта, а также устранило необходимость установки сверхточных атомных часов в каждом приемнике за счет математической компенсации временной задержки.3 В 1973 году Министерство обороны США официально утвердило программу NAVSTAR (Global Positioning System). Первый спутник серии Block I был запущен в 1978 году, а к 1995 году система достигла полной операционной готовности (FOC) с группировкой из 24 спутников.3
Развитие советской и российской навигации: путь к глонасс
Советский Союз начал разработку собственных навигационных решений практически одновременно с США. Первой отечественной низкоорбитальной системой стала «Цикада» (военный аналог — «Парус»), принятая в эксплуатацию в 1979 году.7 Система включала четыре спутника на орбитах высотой 1000 км с наклонением 83°. Как и Transit, «Цикада» использовала доплеровские измерения и предназначалась в первую очередь для морской навигации, обеспечивая периодическое определение координат.7
Официальный старт работ над системой ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) был дан в декабре 1976 года постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР.10 Теоретический фундамент системы был заложен еще в 1967 году в НИИ-9 ВМФ под руководством Ю. И. Максюты.10 ГЛОНАСС проектировалась как высокоорбитальная система (около 19 100 км), способная обеспечить глобальность и непрерывность навигационного поля. Первый запуск спутника серии «Ураган» состоялся 12 октября 1982 года.10 К апрелю 1991 года в двух орбитальных плоскостях работало уже 12 аппаратов, а полная группировка из 24 спутников была развернута к декабрю 1995 года.10F