Nawigacyjne systemy satelitarne świata
Wielu słyszało takie słowa jak GPS, GLONASS, GALILEO. Większość ludzi wie, że te pojęcia oznaczają systemy nawigacji satelitarnej (zwane dalej NSS).
Skrót GPS odnosi się do amerykańskiego NSS NAVSTAR. System ten został opracowany do celów wojskowych, ale był również wykorzystywany do celów cywilnych - pozycjonowanie dla użytkowników powietrznych, lądowych, morskich.
W Związku Radzieckim rozwój własnego NSS GLONASS był ukryty za zasłoną tajemnicy. Po rozpadzie ZSRR prace w tym kierunku nie były prowadzone przez długi czas, więc NAVSTAR stał się jedynym globalnym systemem, który był używany do określania lokalizacji w dowolnym miejscu na świecie. Ale tylko Stany Zjednoczone mają dostęp do innego celu tego systemu – poradnictwa broń masowa destrukcja na celu. I jeszcze jeden nie bez znaczenia - zgodnie z decyzją amerykańskiego departamentu wojskowego sygnał „cywilny” z amerykańskich satelitów nawigacyjnych i samolotów pasażerskich może zostać wyłączony, statki stracą orientację. Ten amerykański monopol na kontrolę nad systemem satelitarnym nie cieszy się dobrą opinią w wielu krajach, w tym w Rosji. Dlatego wiele krajów Rosji, Indii, Japonii, krajów europejskich, Chin zaczęło rozwijać własne pozycjonowanie NSS. Wszystkie systemy są systemami dwufunkcyjnymi – mogą przesyłać dwa rodzaje sygnałów: dla obiektów cywilnych oraz ze zwiększoną dokładnością dla odbiorców wojskowych. Podstawową zasadą działania systemu nawigacyjnego jest pełna autonomia: system nie odbiera żadnych sygnałów od użytkowników (bez żądania) i ma wysoki stopień odporności na zakłócenia i niezawodności.
Tworzenie i eksploatacja dowolnej NSS to bardzo złożony i kosztowny proces, który ze względu na swoją militarną orientację powinien należeć wyłącznie do państwa rozwijającego się kraju, ponieważ jest to strategiczny rodzaj broni. W przypadku konfliktu zbrojnego technologia nawigacji satelitarnej może być wykorzystywana nie tylko do celowania w broń, ale także do zrzucania ładunków, wspierania ruchu jednostek wojskowych, przeprowadzania operacji sabotażowych i rozpoznawczych, co da znaczną przewagę państwu, które posiada własną technologię pozycjonowania satelitarnego.
Rosyjski system GLONASS wykorzystuje zasadę określania pozycji taką samą jak system amerykański. W październiku 1982 roku na orbitę ziemską wszedł pierwszy satelita GLONASS, ale system został uruchomiony dopiero w 1993 roku. Satelity rosyjskiego systemu w sposób ciągły emitują sygnały o standardowej dokładności (ST) w paśmie 1 GHz oraz sygnały o wysokiej dokładności (HT) w paśmie 6 GHz. Odbiór sygnału CT jest dostępny dla każdego użytkownika systemu i zapewnia określenie współrzędnych poziomych i pionowych, wektora prędkości i czasu. Na przykład, aby dokładnie wskazać współrzędne i czas, konieczne jest odbieranie i przetwarzanie informacji z co najmniej czterech satelitów systemu GLONASS. Cały system GLONASS składa się z dwudziestu czterech satelitów na orbitach kołowych na wysokości około 1,2 19100 km. Okres orbitalny każdego z nich wynosi 11 godzin i 15 minut. Wszystkie satelity znajdują się na trzech płaszczyznach orbitalnych - każda z 8 pojazdami. Konfiguracja ich rozmieszczenia zapewnia globalne pokrycie pola nawigacyjnego nie tylko powierzchnią Ziemi, ale także przestrzenią bliską Ziemi. System GLONASS obejmuje Centrum Kontroli oraz sieć stacji pomiarowo-kontrolnych zlokalizowanych w całej Rosji. Każdy konsument odbierający sygnał nawigacyjny z satelitów GLOGASS musi mieć odbiornik nawigacyjny i sprzęt przetwarzający, który pozwala mu obliczyć własne współrzędne, czas i prędkość.
Obecnie system GLONASS nie zapewnia użytkownikom 100% dostępu do swoich usług, ale zakłada obecność trzech satelitów na widzialnym horyzoncie Rosji, co zdaniem ekspertów umożliwia użytkownikom obliczanie ich lokalizacji. Teraz satelity GLONASS-M znajdują się na orbicie Ziemi, ale po 2015 roku planowane jest zastąpienie ich satelitami nowej generacji - GLONASS-K. Nowy satelita będzie miał lepsze osiągi (przedłużono okres gwarancji, pojawi się trzecia częstotliwość dla użytkowników cywilnych itp.), urządzenie będzie dwa razy lżejsze - 850 kg zamiast 1415 kg. Ponadto, aby utrzymać operacyjność całego systemu, wymagane będzie tylko jedno grupowe uruchomienie GLONASS-K rocznie, co znacznie obniży ogólne koszty. Aby wdrożyć system GLONASS i zapewnić jego finansowanie, wyposażenie tego systemu nawigacyjnego jest instalowane na wszystkich pojazdach wprowadzanych do eksploatacji: samolotach, statkach, transporcie naziemnym itp. Kolejnym głównym celem systemu GLONASS jest zapewnienie bezpieczeństwa narodowego kraju. Jednak według ekspertów przyszłość rosyjskiego systemu nawigacyjnego nie jest bezchmurna.
System Galileo powstaje z myślą o zapewnieniu europejskim konsumentom niezależnego systemu nawigacji – niezależnego przede wszystkim od Stanów Zjednoczonych. Źródłem finansowania tego programu jest około 10 miliardów euro rocznie i jest finansowane w jednej trzeciej z budżetu, a dwie trzecie z firm prywatnych. System Galileo obejmuje 30 satelitów i segmentów naziemnych. Początkowo do programu GALILEO przystąpiły Chiny wraz z 28 innymi krajami. Rosja negocjowała interakcję rosyjskiego systemu nawigacyjnego z europejskim GALILEO. Oprócz krajów europejskich do programu GALILEO dołączyły Argentyna, Malezja, Australia, Japonia i Meksyk. Planuje się, że GALILEO będzie przekazywać dziesięć rodzajów sygnałów w celu świadczenia następujących rodzajów usług: pozycjonowanie z dokładnością od 1 do 9 metrów, dostarczanie informacji służbom ratowniczym wszelkiego rodzaju transportu, świadczenie usług służbom rządowym, pogotowie ratunkowe, strażacy, policja, specjaliści i służby wojskowe, zapewniające środki do życia ludności. Innym ważnym szczegółem jest to, że program GALILEO stworzy około 150 XNUMX miejsc pracy.
Indie również zdecydowały się w 2006 roku zbudować własny system nawigacji IRNSS. Budżet programu to około 15 miliardów rupii. Planowane jest wystrzelenie siedmiu satelitów na orbity geosynchroniczne. Prace nad wdrożeniem indyjskiego systemu prowadzi państwowa firma ISRO. Cały sprzęt systemowy zostanie opracowany wyłącznie przez firmy indyjskie.
Chiny, chcąc zająć wiodącą pozycję na geopolitycznej mapie świata, opracowały własny system nawigacji satelitarnej Beidou. We wrześniu 2012 roku dwa satelity wchodzące w skład tego systemu zostały pomyślnie wystrzelone z kosmodromu Xichang. Dodali do listy 15 statków kosmicznych wystrzelonych przez chińskich specjalistów na orbitę okołoziemską w ramach tworzenia pełnoprawnego systemu nawigacji satelitarnej.
Wdrażanie programu rozpoczęli chińscy programiści już w 2000 roku wraz z wystrzeleniem dwóch satelitów. Już w 2011 roku na orbicie znajdowało się 11 satelitów, a system wszedł w fazę eksploatacji eksperymentalnej.
Rozmieszczenie własnego systemu nawigacji satelitarnej pozwoli Chinom nie polegać na największych na świecie systemach amerykańskich (GPS) i rosyjskich (GLONASS). Zwiększy to efektywność chińskich przemysłów, zwłaszcza tych związanych z telekomunikacją.
Planuje się, że do 2020 roku w chińskim NSS będzie zaangażowanych około 35 satelitów, a wtedy system Beidou będzie mógł kontrolować cały glob. Chiński NSS świadczy następujące usługi: pozycjonowanie z dokładnością do 10 m, prędkość do 0,2 m/s i czas do 50 ns. Specjalny krąg użytkowników będzie miał dostęp do dokładniejszych parametrów pomiarowych. Chiny są gotowe do współpracy z innymi krajami w zakresie rozwoju i eksploatacji nawigacji satelitarnej. Chiński system Beidou jest w pełni kompatybilny z europejskim Galileo, rosyjskim GLONASS i amerykańskim GPS.
„Beidou” jest skutecznie wykorzystywany w opracowywaniu prognoz pogody, zapobieganiu klęskom żywiołowym, transporcie lądowym, powietrznym i morskim, a także eksploracji geologicznej.
Chiny planują stale ulepszać swój system nawigacji satelitarnej. Wzrost liczby satelitów rozszerzy obszar obsługi całego regionu Azji i Pacyfiku.
Użyte materiały:
http://www.odnako.org/blogs/show_20803/
http://www.masters.donntu.edu.ua/2004/ggeo/mikhedov/diss/libruary/mark.htm
http://overseer.com.ua/about_glonass.html
http://4pda.ru/2010/03/16/21851/
http://expert.com.ua/57706-galileo-%D0%BE%D0%B1%D0%BE%D0%B9%D0%B4%D1%91%D1%82%D1%81%D1%8F-%D0%B5%D0%B2%D1%80%D0%BE%D1%81%D0%BE%D1%8E%D0%B7%D1%83-%D0%BD%D0%B0%D0%BC%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B6%D0%B5.html
informacja