В условиях необходимости обеспечения конкурентоспособности и постоянно растущих требований потребителей перспективы развития глобальных навигационных систем связываются прежде всего с модернизацией и улучшением тактико-технических характеристик космического сегмента . Сегодня российская орбитальная группировка переживает процесс обновления и совершенствования . С 2010 года выводятся на орбиту спутники третьего поколения « Глонасс-К », имеющие примерный срок активной службы – 10 лет . Также в структуре спутниковой группировки пока еще остаются аппараты старой серии « Глонасс-М » ( с активным рабочим ресурсом около 7 лет , которые постепенно будут замещены улучшенными аппаратами третьего поколения .
В конце 2017‐го – начале 2018 года планируется произвести запуск первого спутника поколения « Глонасс-К2 », оснащенного водородными атомными часами , которые позволят повысить точность измерений и позиционирования в 2 – 4 раза . Также аппараты « Глонасс-К2 » получат усовершенствованный комплекс БИНК-К2 , сочетающий в себе функциональность бортового источника навигационного сигнала и бортовой аппаратуры межспутниковых измерений . В дополнение к действующим сигналам аппаратура БИНК-К2 формирует пять новых , с кодовым разделением – это также повышает точность позиционирования и помехоустойчивость системы . Кроме того , почти в два раза увеличена пропускная способность межспутниковой радиолинии , улучшены массогабаритные параметры , а срок службы космического аппарата нового поколения вырос до двенадцати с половиной лет . Причем при создании бортового оборудования новых космических аппаратов применяется российская элементная база .
Основной метод обеспечения точности спутниковых измерений
Наземный комплекс управления орбитальным сегментом ГЛОНАСС осуществляет контроль правильности функционирования , непрерывного уточнения параметров орбит , управления и информационного обеспечения всех космических аппаратов системы и состоит из следующих взаимосвязанных стационарных элементов :
• Центр управления системой ( Краснознаменск , Московская область );
• Центральный синхронизатор , формирующий условную непрерывную шкалу времени системы и опорные сигналы для беззапросных измерительных станций . Основой для формирования единой шкалы системного времени ГЛОНАСС является водородный стандарт частоты ;
• Сеть контрольных станций , рассредоточенных по всей территории России и составляющих Российскую систему дифференциальной коррекции и мониторинга .
Рис . 3 . Размещение станций Российской системы дифференциальной коррекции и мониторинга [ 4 ]
Измерительные возможности существующих сегодня глобальных навигационных спутниковых систем позволяют удовлетворить потребности в навигационном обслуживании обширного круга потребителей . Но существуют задачи , которые требуют особенно высоких точностей навигации , например , взлет и посадка самолетов , судовождение в прибрежных водах , навигация вертолетов , автомобилей и другие . На точность определения потребителем своих координат , скорости движения и времени влияет множество факторов :
• Системные погрешности , вносимые аппаратурой космического комплекса ;
• Погрешности , связанные с функционированием бортовой аппаратуры спутника и наземного комплекса управления , обусловленные в основном несовершенством частотно-временного и эфемеридного 2 обеспечения ;
• Погрешности , возникающие на трассе распространения сигнала от космического аппарата до потребителя ;
• Погрешности , обусловленные отличием скорости распространения радиосигналов в атмосфере Земли от скорости их распространения в вакууме , а также зависимостью скорости от физических свойств различных слоев атмосферы ;
• Погрешности , возникающие в аппаратуре потребителя .
Кроме того , на точность навигационно-временного определения существенно влияет взаимное расположение навигационных спутников и потребителя . Количественной
2
В данном случае под эфемеридами имеются в виду текущие координаты спутников , составляющих орбитальную группировку глобальной навигационной системы . Эфемеридная информация – совокупность данных навигационного сообщения , получаемого потребителем с борта навигационного космического аппарата и позволяющая ему определять пространственные координаты , составляющие скорости движения и поправку часов . Эфемеридное обеспечение поддерживается комплексом технических и программных средств , выполняющих контроль орбит спутников с нескольких наземных контролирующих станций .
14 Морские информационно-управляющие системы , 2017 / No . 2 ( 12 )