Список всех статей
Несмотря на широкое распространение недорогих и точных приемников американской
GPS, интерес во всем мире к национальным системам спутникового позиционирования продолжает нарастать. Фактически космические системы позиционирования пытаются создать (самостоятельно или в сотрудничестве) все страны, едва преодолевшие необходимую для этого технологическую планку. Все это происходит на фоне показательно доступных за пределами России услуг американской системы
GPS (и, к тому же, бесплатно), причем с беспрецедентно высокой точностью. Встает вопрос - какова роль и место систем спутникового позиционирования в наши дни, какие у них перспективы? И, самое главное, – какая политика в этой области была бы наиболее уместна в нашей стране сегодня?
История спутниковой навигации
Навигационные системы первого поколения, построенные н
а базе низкоорбитальных спутников, разрабатывались и вводились в строй в 60–70 гг. В США была разработана система навигации для ВМС под названием NNSS (Navy Navigation Satellite System), впоследствии получила наименование TRANSIT. В ее состав входили спутники типа Oscar и Nova.
С 1967 г. TRANSIT находится в открытом коммерческом использовании, позволяя с помощью малогабаритных приемников GEOCEIVER определять координаты с субметровой точностью. С помощью этой системы, в частности, в СССР и затем в России в 1984–1993 гг. была создана допплеровская геодезическая
сеть.
Помимо этого, в нашей стране разрабатывалась собственная аналогичная система – ЦИКАДА. К этому типу систем можно отнести и международную систему обнаружения терпящих бедствие КОСПАС-SARSAT. Но настоящую революцию в навигации и геодезии произвели спутниковые системы следующего поколения –
GPS в США и
ГЛОНАСС в СССР.
GPS (Global Positioning System) – глобальная система позиционирования. Известна так же под именем NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging). Разработка
GPS началась в 1973 г., в 1978 г. начат вывод спутников системы на орбиту. Признана готовой к эксплуатации в 1995 г., хотя еще до этого спутниковая навигация широко применялась как на транспорте и в быту, так и военными – в частности, в ходе войны в Персидском заливе в 1991 г.
ГЛОНАСС (
ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) – стала разрабатываться в СССР также в середине 70-х гг. и в 1993 г. была официально принята в эксплуатацию МО РФ (Министерство обороны России).
Американская
GPS и отечественная
ГЛОНАСС концептуально аналогичны и отличаются некоторыми аспектами технической реализации. В их основе - орбитальные группировки спутников на круговых орбитах. Высота орбит такова, что спутники совершают примерно два оборота вокруг Земли в сутки (у
GPS – высота орбиты 20150 км и период обращения 11 часов 57 минут, у
ГЛОНАСС – 19100 км и 11 часов 16 минут соответственно).
Спутники распределены по нескольким орбитальным плоскостям – в
ГЛОНАСС их три, в
GPS – шесть.
В обеих системах в полной конфигурации действуют 24 спутника плюс 3 резервных. Пользовательские приемники позволяют
определить местоположение, регистрируя излучаемые видимыми в данной точке спутниками сигналы. Обе системы фактически дают возможность определять не только координаты, но и время с высокой точностью. Сама эта точность зависит от целого ряда факторов – как технических, так и политических. При использовании обычного приемника
GPS удается получать точность порядка единиц метров. До 2000 г. сигнал
GPS, предназначенный для обычных пользователей, намеренно искажался, что вело к снижению точности (так называемый режим селективного доступа).
Историческим стало решение президента Клинтона. Он 1 мая 2000 г. специальным распоряжение отменил загрубление сигналов. Ситуация изменилась разительно. Специальные режимы работы (дифференциальный, двухчастотный, фазовые измерения) позволяют получать точность намного более высокую. Например, измерения фазы несущей в
GPS-приемниках (реализованные в серийной и имеющейся на рынке аппаратуре) позволяют получать точность определения расстояний между приемниками порядка 1 см + 1 мм на 1 км расстояния между ними. Не совсем ясно, какой уровень точности сможет обеспечивать
ГЛОНАСС даже при гипотетической ситуации полного развертывания. Сообщалось, что ее удалось улучшить до 1 метра. Но и это не все. Открытость
GPS привела не только к быстрому насыщению рынка недорогими, надежными и эффективными приемниками различных классов, но и к развитию большого числа вспомогательных сервисов и систем, значительно улучшивших точность позиционирования. К ним, в первую очередь, относятся широкозонные и региональные дифференциальные подсистемы. К числу первых относятся WAAS (Wide Area Augmentation System) на американском континенте, европейская EGNOS и японская MSAS, передающие через геостационарные спутники корректирующую информацию на приемники пользователей. Региональные дифференциальные системы начинают развиваться и в России, однако законодательные требования, обессмысливающие использование
GPS, являются главным тормозом в их развитии.
Были опубликованы сообщения о двух событиях в области высокоточного спутникового позиционирования. Во-первых, китайская национальная система позиционирования на базе геостационарных спутников «Бэйдоу» с успешным запуском третьего из них стала способна обеспечивать пользователей
данными об их положении в трех измерениях (широта, долгота, высота). Во-вторых, после долгих споров страны-участницы ESA вынесли окончательный вердикт – европейская система позиционирования «Галилео» будет создана.
См. также: