Systemy nawigacji satelitarnej ZSRR, Rosji i USA. Historia pierwsza
Pierwsza generacja systemów nawigacji satelitarnej w Związku Radzieckim otrzymała nazwę „Żagiel” i została opracowana na podstawie Instytutu Badań Naukowych Hydrografii i Nawigatora (NIGSHI) Marynarki Wojennej. Sam pomysł wykorzystania sztucznych satelitów Ziemi jako głównego elementu nawigacji przyszedł do tego pierwszego morski nawigator Fufaev Vadim Alekseevich w 1955 r. Pod przewodnictwem ideowego inspiratora w NIGSHI utworzono grupę inicjatywną, która zajmowała się określaniem na odległość współrzędnych. Drugi kierunek był tematem Dopplera wyznaczania współrzędnych pod kierownictwem V.P. Zakolodyazhny'ego, a trzecia grupa była odpowiedzialna za goniometryczne wyznaczanie współrzędnych - kierownikiem kierunku był E.F. Suworow. Na początku lat sześćdziesiątych opracowano pierwszy krajowy niskoorbitalny globalny system nawigacji satelitarnej. Oprócz NIGSHI w projekcie aktywnie uczestniczyli pracownicy NII-1960 Ministerstwa Obrony. Założono, że pierwszymi „użytkownikami” nawigacji satelitarnej będą okręty Marynarki Wojennej Związku Radzieckiego. Jednak wszystko nagle się zatrzymało - program został mocno ograniczony w finansowaniu i faktycznie zamarł. „Smażony kogut” był wywiadem o końcowym etapie rozwoju podobnego systemu w obozie potencjalnego przeciwnika – Stanach Zjednoczonych. W 4 roku Amerykanie faktycznie uruchomili system satelitarny Transit, a 1963 stycznia 15 rząd zdecydował się stworzyć radziecki odpowiednik pod kodem „Cyclone” (niektóre źródła podają oszałamiającą nazwę „Cyclone-B”) .
Od tego momentu pół-podziemna praca grup inicjatywnych stała się oficjalnym programem państwowym. OKB-10 został głównym twórcą systemu, Michaił Fiodorowicz Reszetniew został mianowany „głównym”, a Instytut Badań Naukowych Proborostroenie (NIIP) był odpowiedzialny za sprzęt radiowy. Na poziomie szkiców projekt był gotowy do lipca 1966 r., A jednocześnie zatwierdzono bazy testowe - statek oceanograficzny Nikołaj Zubow z okrętami podwodnymi B-88, B-36 i B-73.
Statek „Nikołaj Zubow”. Źródło: kik-sssr.ru
Pierwszą działającą w kraju sondą nawigacyjną był Cosmos-192 (rakietą nośną był Cosmos-3M), wystrzelony 25 listopada 1967 r. z kosmodromu Plesetsk. Następnym był Kosmos-220, wysłany na niską orbitę 7 maja 1968, Kosmos-292 (14 sierpnia 1969) i Kosmos-332 (11 kwietnia 1970). Testy zostały zakończone latem 1970 roku i wykazały następującą dokładność: w oparciu o efekt Dopplera - 1,5 km, system dalmierza - 1,8 km, a korekcja systemu kursu wynosiła 3-4 minuty łuku.
Układ systemu satelitarnego „Cyklon”. Źródło: wikipedia.ru
Statek kosmiczny systemu Parus. Źródło: gazetamir.ru
Wysokość orbitalna satelitów wynosiła 1000 kilometrów - były to typowe pojazdy niskoorbitalne z okresem obrotu wokół planety w 105 minut. Do płaszczyzny równika nachylenie orbit statku kosmicznego serii Kosmos wynosiło 830, co uczyniło je satelitami okołobiegunowymi. Po sześciu latach próbnej eksploatacji czterech satelitów nawigacyjnych we wrześniu 1976 r. system został oddany do użytku pod nazwą „Żagiel”. Do tego czasu dokładność określenia współrzędnych statku w ruchu wynosiła 250 metrów, a w porcie na cumach około 60 metrów. System działał całkiem sprawnie - czas ustalenia lokalizacji wynosił 6-15 minut. Kluczową różnicą między rozwojem krajowym a amerykańskim tranzytem była możliwość łączności radiotelegraficznej między okrętami i okrętami podwodnymi Marynarki Wojennej ze stanowiskami dowodzenia i między sobą. Komunikacja realizowana była zarówno w warunkach wspólnej widoczności radiowej, jak iw opcji przekazywania wiadomości od jednego abonenta do drugiego, czyli w skali globalnej. W tym drugim przypadku opóźnienie komunikacji wynosiło 2-3 godziny. W ten sposób narodził się pierwszy na świecie satelitarny system nawigacyjny i komunikacyjny „Sail”, który przekształcił nawigację we flocie radzieckiej. Po raz pierwszy stało się możliwe określenie własnej lokalizacji, niezależnie od pogody, pory dnia czy roku, w dowolnym miejscu na świecie. Ten system nadal działa.
W 1979 roku system Cicada został oddany do użytku do obsługi statków cywilnych, pozbawionych wojskowego sprzętu nawigacyjnego i możliwości łączności. Dwa lata wcześniej lodołamacz Artika, bazując na danych nawigacji satelitarnej, po raz pierwszy na świecie dotarł do bieguna północnego dla statków morskich. W przypadku Cykady oddzielono orbitalną konstelację czterech satelitów, a wojskowy Parus w różnym czasie miał średnio 6-7 statków kosmicznych na niskiej orbicie. Poważną modernizacją Cykady była instalacja sprzętu ratowniczego KOSPAS-SARSAT lub, jak to się nazywa, systemu Nadieżda, opracowanego w omskim stowarzyszeniu Polet. System ratunkowy pojawił się po podpisaniu w dniu 23 listopada 1979 r. międzyrządowej umowy między ZSRR, USA, Kanadą i Francją w sprawie rozwoju COSPAS - Systemu Poszukiwania Kosmicznego dla Statków Ratowniczych, SARSAT - Wspomaganego Satelitarnego Śledzenia Poszukiwawczo-Ratowniczego. System miał być odpowiedzialny za wyszukiwanie samolotów i statków w niebezpieczeństwie. Punkty odbioru informacji satelitarnej znajdowały się pierwotnie w Moskwie, Nowosybirsku, Archangielsku, Władywostoku (ZSRR), San Francisco, St. Louis, Alasce (USA), Ottawie (Kanada), Tuluzie (Francja) i Tromso (Norwegia). Każdy satelita przelatujący nad powierzchnią Ziemi odbierał sygnały z okrągłego obszaru o średnicy 6000 km. Minimalna liczba satelitów wymagana do niezawodnego odbioru sygnałów z radiolatarni to cztery pojazdy. Ponieważ w tamtych czasach nikt poza USA i ZSRR nie mógł wyprodukować takiego sprzętu, to właśnie te dwa kraje dostarczyły konstelację orbitalną KOSPAS-SARSAT. Satelity odebrały sygnał osoby w niebezpieczeństwie, przekazały go do punktu naziemnego, gdzie z dokładnością do 3,5 km określiły jego współrzędne iw ciągu godziny podjęły decyzję o akcji ratunkowej.
Godło COSPAS-SARSAT do 1992 roku. wikipedia.ru
Ilustracja zasady działania COSPAS-SARSAT. Źródło: seaman-sea.ru
To sowiecki satelita ze sprzętem Nadieżda we wrześniu 1982 roku zarejestrował pierwszy sygnał o niebezpieczeństwie z lekkiego samolotu, który rozbił się w górach w zachodniej Kanadzie. W rezultacie trzech obywateli Kanady zostało ewakuowanych – tak międzynarodowy projekt COSPAS-SARSAT otworzył konto uratowanych dusz. Warto przypomnieć, że takie historia urodził się w szczytowym momencie zimnej wojny – w 1983 roku Reagan oficjalnie nazwał ZSRR „Imperium Zła”, a COSPAS-SARSAT nadal funkcjonuje i uratował już około 4000 osób.
Aparatura domowa „Nadezhda” międzynarodowego systemu KOSPAS-SARSAT. Źródło: seaman-sea.ru
O potrzebie opracowania systemu nawigacji na średniej orbicie, niezbędnego nie tylko dla „morza”, ale także dla lotnictwo z „piechotą” zaczęli rozmawiać w ZSRR w 1966 roku. Efektem była praca badawcza „Prognoza” pod kierownictwem Yu I. Maksyuty, zgodnie z którą w 1969 roku argumentowano możliwość wystrzelenia satelitów nawigacyjnych na średnią orbitę Ziemi. W przyszłości projekt ten nosił nazwę GLONASS i został stworzony przy udziale dużej liczby organizacji - Krasnojarskiego Biura Projektowego Mechaniki Stosowanej, Moskiewskiego Instytutu Badawczego Inżynierii Instrumentów i Leningradzkiego Instytutu Radiotechnicznego (LNIRTI). Związek Radziecki wystrzelił w kosmos pierwszego satelitę GLONASS 12 października 1983 r., A w 1993 r. system został oddany do użytku w Rosji, choć w wersji okrojonej. Dopiero do 1995 roku GLONASS został wprowadzony do personelu 24 urządzeń, infrastruktura naziemna została ulepszona, a nawigacja zarobiła 100%. W tym czasie dokładność wyznaczania współrzędnych wynosiła 15-25 metrów, wyznaczanie składowych prędkości (nowa opcja) – 5-6,5 cm/s, a wyznaczanie czasu sprzętem domowym można było wykonywać z dokładnością do 0,25 -0,5 μs. Ale w ciągu sześciu lat konstelacja orbitalna została zredukowana do 5 satelitów i wszystko było gotowe do całkowitego wyeliminowania rosyjskiego systemu nawigacji satelitarnej. Drugie narodziny miały miejsce w sierpniu 2001 roku, kiedy rząd Federacji Rosyjskiej przyjął federalny program docelowy „Global Navigation System”, mający w pewnym stopniu konkurować z GPS. Ale to trochę inna historia.
Od tego momentu pół-podziemna praca grup inicjatywnych stała się oficjalnym programem państwowym. OKB-10 został głównym twórcą systemu, Michaił Fiodorowicz Reszetniew został mianowany „głównym”, a Instytut Badań Naukowych Proborostroenie (NIIP) był odpowiedzialny za sprzęt radiowy. Na poziomie szkiców projekt był gotowy do lipca 1966 r., A jednocześnie zatwierdzono bazy testowe - statek oceanograficzny Nikołaj Zubow z okrętami podwodnymi B-88, B-36 i B-73.
Statek „Nikołaj Zubow”. Źródło: kik-sssr.ru
Pierwszą działającą w kraju sondą nawigacyjną był Cosmos-192 (rakietą nośną był Cosmos-3M), wystrzelony 25 listopada 1967 r. z kosmodromu Plesetsk. Następnym był Kosmos-220, wysłany na niską orbitę 7 maja 1968, Kosmos-292 (14 sierpnia 1969) i Kosmos-332 (11 kwietnia 1970). Testy zostały zakończone latem 1970 roku i wykazały następującą dokładność: w oparciu o efekt Dopplera - 1,5 km, system dalmierza - 1,8 km, a korekcja systemu kursu wynosiła 3-4 minuty łuku.
Układ systemu satelitarnego „Cyklon”. Źródło: wikipedia.ru
Statek kosmiczny systemu Parus. Źródło: gazetamir.ru
Wysokość orbitalna satelitów wynosiła 1000 kilometrów - były to typowe pojazdy niskoorbitalne z okresem obrotu wokół planety w 105 minut. Do płaszczyzny równika nachylenie orbit statku kosmicznego serii Kosmos wynosiło 830, co uczyniło je satelitami okołobiegunowymi. Po sześciu latach próbnej eksploatacji czterech satelitów nawigacyjnych we wrześniu 1976 r. system został oddany do użytku pod nazwą „Żagiel”. Do tego czasu dokładność określenia współrzędnych statku w ruchu wynosiła 250 metrów, a w porcie na cumach około 60 metrów. System działał całkiem sprawnie - czas ustalenia lokalizacji wynosił 6-15 minut. Kluczową różnicą między rozwojem krajowym a amerykańskim tranzytem była możliwość łączności radiotelegraficznej między okrętami i okrętami podwodnymi Marynarki Wojennej ze stanowiskami dowodzenia i między sobą. Komunikacja realizowana była zarówno w warunkach wspólnej widoczności radiowej, jak iw opcji przekazywania wiadomości od jednego abonenta do drugiego, czyli w skali globalnej. W tym drugim przypadku opóźnienie komunikacji wynosiło 2-3 godziny. W ten sposób narodził się pierwszy na świecie satelitarny system nawigacyjny i komunikacyjny „Sail”, który przekształcił nawigację we flocie radzieckiej. Po raz pierwszy stało się możliwe określenie własnej lokalizacji, niezależnie od pogody, pory dnia czy roku, w dowolnym miejscu na świecie. Ten system nadal działa.
W 1979 roku system Cicada został oddany do użytku do obsługi statków cywilnych, pozbawionych wojskowego sprzętu nawigacyjnego i możliwości łączności. Dwa lata wcześniej lodołamacz Artika, bazując na danych nawigacji satelitarnej, po raz pierwszy na świecie dotarł do bieguna północnego dla statków morskich. W przypadku Cykady oddzielono orbitalną konstelację czterech satelitów, a wojskowy Parus w różnym czasie miał średnio 6-7 statków kosmicznych na niskiej orbicie. Poważną modernizacją Cykady była instalacja sprzętu ratowniczego KOSPAS-SARSAT lub, jak to się nazywa, systemu Nadieżda, opracowanego w omskim stowarzyszeniu Polet. System ratunkowy pojawił się po podpisaniu w dniu 23 listopada 1979 r. międzyrządowej umowy między ZSRR, USA, Kanadą i Francją w sprawie rozwoju COSPAS - Systemu Poszukiwania Kosmicznego dla Statków Ratowniczych, SARSAT - Wspomaganego Satelitarnego Śledzenia Poszukiwawczo-Ratowniczego. System miał być odpowiedzialny za wyszukiwanie samolotów i statków w niebezpieczeństwie. Punkty odbioru informacji satelitarnej znajdowały się pierwotnie w Moskwie, Nowosybirsku, Archangielsku, Władywostoku (ZSRR), San Francisco, St. Louis, Alasce (USA), Ottawie (Kanada), Tuluzie (Francja) i Tromso (Norwegia). Każdy satelita przelatujący nad powierzchnią Ziemi odbierał sygnały z okrągłego obszaru o średnicy 6000 km. Minimalna liczba satelitów wymagana do niezawodnego odbioru sygnałów z radiolatarni to cztery pojazdy. Ponieważ w tamtych czasach nikt poza USA i ZSRR nie mógł wyprodukować takiego sprzętu, to właśnie te dwa kraje dostarczyły konstelację orbitalną KOSPAS-SARSAT. Satelity odebrały sygnał osoby w niebezpieczeństwie, przekazały go do punktu naziemnego, gdzie z dokładnością do 3,5 km określiły jego współrzędne iw ciągu godziny podjęły decyzję o akcji ratunkowej.
Godło COSPAS-SARSAT do 1992 roku. wikipedia.ru
Ilustracja zasady działania COSPAS-SARSAT. Źródło: seaman-sea.ru
To sowiecki satelita ze sprzętem Nadieżda we wrześniu 1982 roku zarejestrował pierwszy sygnał o niebezpieczeństwie z lekkiego samolotu, który rozbił się w górach w zachodniej Kanadzie. W rezultacie trzech obywateli Kanady zostało ewakuowanych – tak międzynarodowy projekt COSPAS-SARSAT otworzył konto uratowanych dusz. Warto przypomnieć, że takie historia urodził się w szczytowym momencie zimnej wojny – w 1983 roku Reagan oficjalnie nazwał ZSRR „Imperium Zła”, a COSPAS-SARSAT nadal funkcjonuje i uratował już około 4000 osób.
Aparatura domowa „Nadezhda” międzynarodowego systemu KOSPAS-SARSAT. Źródło: seaman-sea.ru
O potrzebie opracowania systemu nawigacji na średniej orbicie, niezbędnego nie tylko dla „morza”, ale także dla lotnictwo z „piechotą” zaczęli rozmawiać w ZSRR w 1966 roku. Efektem była praca badawcza „Prognoza” pod kierownictwem Yu I. Maksyuty, zgodnie z którą w 1969 roku argumentowano możliwość wystrzelenia satelitów nawigacyjnych na średnią orbitę Ziemi. W przyszłości projekt ten nosił nazwę GLONASS i został stworzony przy udziale dużej liczby organizacji - Krasnojarskiego Biura Projektowego Mechaniki Stosowanej, Moskiewskiego Instytutu Badawczego Inżynierii Instrumentów i Leningradzkiego Instytutu Radiotechnicznego (LNIRTI). Związek Radziecki wystrzelił w kosmos pierwszego satelitę GLONASS 12 października 1983 r., A w 1993 r. system został oddany do użytku w Rosji, choć w wersji okrojonej. Dopiero do 1995 roku GLONASS został wprowadzony do personelu 24 urządzeń, infrastruktura naziemna została ulepszona, a nawigacja zarobiła 100%. W tym czasie dokładność wyznaczania współrzędnych wynosiła 15-25 metrów, wyznaczanie składowych prędkości (nowa opcja) – 5-6,5 cm/s, a wyznaczanie czasu sprzętem domowym można było wykonywać z dokładnością do 0,25 -0,5 μs. Ale w ciągu sześciu lat konstelacja orbitalna została zredukowana do 5 satelitów i wszystko było gotowe do całkowitego wyeliminowania rosyjskiego systemu nawigacji satelitarnej. Drugie narodziny miały miejsce w sierpniu 2001 roku, kiedy rząd Federacji Rosyjskiej przyjął federalny program docelowy „Global Navigation System”, mający w pewnym stopniu konkurować z GPS. Ale to trochę inna historia.
informacja