| | |далекомірна, | | | КПФ-3, | | | | | | | | |
| | |імпульсно- | | | PC-1 | | | | | | | | |
| | |фазова | | | | | | | | | | | |
|-------+-----------+--------------+----------+----------+--------+--------+-----------+-------------+--------------+------------+------------+-----------+------------|
| |ГРАС |Далекомірна | 1 | - | РНК-2 | - |4100 - 4300| 60 | 0,5 - 1,5 | 0,03 хв. | 5 | 0,93 |Не визначена|
| |(ГРАС-2) | | | | (РД-1) | |Мгц (ГРАС) | | | | | | |
| | | | | | | |3902 - 4198| | | | | | |
| | | | | | | |Мгц | | | | | | |
| | | | | | | |(ГРАС-2) | | | | | | |
|-------+-----------+--------------+----------+----------+--------+--------+-----------+-------------+--------------+------------+------------+-----------+------------|
| |"Крабік-Б" |Далекомірна, | 1 | - | АІК | - |321-331 МГц| 100 | 1,0 | 0,03 хв. | 3 | 0,90 |Не визначена|
| | |фазова | | | | | | | | | | | |
|-------+-----------+--------------+----------+----------+--------+--------+-----------+-------------+--------------+------------+------------+-----------+------------|
| |"Пошук" |Різницево- | 3 - 4 | - | | |1,0-2,4 МГц| 150 | 20 - 35 |Безперервно |Не обмежена | 0,95 |Не визначена|
| | |далекомірна, | | | | | | | | | | | |
| | |фазова | | | | | | | | | | | |
|-------+-----------+--------------+----------+----------+--------+--------+-----------+-------------+--------------+------------+------------+-----------+------------|
|Розроб-|РМА-90 |Кутомірна, | 1 1 | Курс-МП | - | - |108-118 МГц| 350 | 0,5 - 1,0 |Безперервно |100 літаків | Не визна- |Не визначена|
|лювані |РМД-90Н |далекомірна | | Вор-85 | | |950-1215 | | | | | чена | |
| | | | | СД-ДМЕР | | |МГц | | | | | | |
| | | | | р/85 | | | | | | | | | |
|-------+-----------+--------------+----------+----------+--------+--------+-----------+-------------+--------------+------------+------------+-----------+------------|
| |"Спрут" |Різницево- | 3 - 4 | - | - | - |1,6-2,2 МГц| 600 | 15 - 20 |Безперервно |Не обмежена | 0,97 |Не визначена|
| | |далекомірна | | | | | | | | | | | |
|-------+-----------+--------------+----------+----------+--------+--------+-----------+-------------+--------------+------------+------------+-----------+------------|
| |"Крабік-БМ"|Різницево- | 3 - 6 | - | - | - |230-332 МГц| 150 | 0,5 - 3,0 |Безперервно |Не обмежена | 0,97 |Не визначена|
| | |далекомірна, | | | | | | | |(різницево- | | | |
| | |далекомірна, | | | | | | | |далекомірна)| | | |
| | |комбінована, | | | | | | | |0,03 хв. | | | |
| | |активний режим| | | | | | | |(далекомір) | | | |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3.2.3. Системи посадки
Системи посадки призначені для отримання на борту літака, видачі екіпажу й у систему автоматичного керування інформації про значення і знак відхилення від встановленої траєкторії зниження, а також для визначення моментів прольоту характерних точок при заходженні на посадку і виконанні посадки.
Знаходяться в експлуатації і використовуються повітряними споживачами системи посадки:
метрового діапазону СП-50 (-68; -70; -75; -80);
дециметрового діапазону ПРМГ-4 (-5).
Системи СП-50 (-68; -70; -75; -80) - стаціонарні; ПРМГ-4 (-5) - стаціонарні і мобільні.
Системи СП-50 (-68; -70; -75; -80)
Системи посадки СП-50 (-68; -70; -75; -80) формують траєкторію посадки літака і забезпечують його посадку в складних метеоумовах.
Системи СП-70 (-75; -80) задовольняють вимоги ІКАО і є аналогом системи ІЛС (США). СП-50 (-68) мають специфічні відмінності і для роботи по них стандартних приймачів потрібні спеціальні приставки.
Для роботи по системі метрового діапазону використовується бортова апаратура "Курс-МП1" (-2; -70) і "Ось-1".
Система ПРМГ-4 (-5)
Призначення системи посадки ПРМГ-4 і її модифікації ПРМГ-5 аналогічне системам СП-50 (-68; -70; -75; -80). ПРМГ-4 і ПРМГ-5 призначені для забезпечення військових повітряних споживачів. Для роботи по системі ПРМГ-4 (-5) використовується апаратура споживачів РСБН. Системи СП-50 (-68; -70; - 75; -80), ПРМГ-4 (-5) будуть використовуватися до впровадження Єдиної системи посадки типу "Плацдарм", наземна і бортова апаратура якої проходить державні іспити.
Аналогом системи "Плацдарм" є система мікрохвильової посадки МЛС (США).
Основні тактико-технічні характеристики існуючих і розроблюваних систем посадки наведені в таблиці 3.4.
Таблиця 3.4
Основні тактико-технічні характеристики систем посадки
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Стан |Назва системи| Загальна | Склад |Смуги робочих| Дальність дії, км |Категорія|Дискретність| Пропускна |Доступність| Цілісність |
| | |характеристика |-----------------------|частот, МГц | | посадки | вимірів |спроможність| | |
| | | |кількість|тип апаратури| | | | | | | |
| | | | станцій | споживачів | | | | | | | |
|-------+-------------+---------------+---------+-------------+-------------+-----------------------+---------+------------+------------+-----------+------------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|-------+-------------+---------------+---------+-------------+-------------+-----------------------+---------+------------+------------+-----------+------------|
|Існуючі| СП-50 |Стаціонарна, | 3 | Курс-МП1 | 108 - 112 |45 км (канал курсу), | I - II |Безперервно |Не обмежена | 0,986 |Не визначена|
| | СП-68 |метрова | | Курс-МП2 | 328 - 335 |18 км (канал глісади) | | | | | |
| | СП-75 | | | Курс-МП70 | | | | | | | |
| | | | | Ось-1 | | | | | | | |
|-------+-------------+---------------+---------+-------------+-------------+-----------------------+---------+------------+------------+-----------+------------|
| | СП-70 |Стаціонарна, | 3 | Курс-МП1 | 108 - 112 |45 км (канал курсу), | III |Безперервно |Не обмежена | 0,986 |Не визначена|
| | СП-80 |метрова | | Курс-МП2 | 328 - 335 |18,5 км (канал глісади)| | | | | |
| | | | | Курс-МП70 | | | | | | | |
| | | | | Ось-1 | | | | | | | |
|-------+-------------+---------------+---------+-------------+-------------+-----------------------+---------+------------+------------+-----------+------------|
| | ПРМГ4, |Мобільна, | 3 | РСБН-2С, | 772 - 1000,5|45 км (канал курсу), | I - II |Безперервно |Не обмежена | 0,95 |Не визначена|
| | ПРИГ5 |дециметрова | | А-312, | |29 км (канал глісади) | | | | | |
| | | | | РСБН-5С, | | | | | | | |
| | | | | А-317, | | | | | | | |
| | | | | РСБН-7С, | | | | | | | |
| | | | | А-324 | | | | | | | |
|-------+-------------+---------------+---------+-------------+-------------+-----------------------+---------+------------+------------+-----------+------------|
|Розроб-| ЕСП |Стаціонарна, | 3 | МЛС-85, | 5031 - 5091 |37 км (канал курсу) | I - III|Безперервно |Не обмежена | 1,0 |Не визначена|
|лювані |"Плацдарм-1Н"|мобільна, | | ДМЕ-85 | 960 - 1215 | | | | | | |
| | МЛС-МВЛ |дециметрова, | |"Плацдарм-1Б"| | | | | | | |
| | |сантиметрова | | | | | | | | | |
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3.3. Апаратура споживачів радіонавігаційних систем
Прийомоіндикаторна апаратура споживачів є складовою частиною радіонавігаційних систем. Для роботи за різними видами радіонавігаційних систем з урахуванням специфіки розв'язуваних завдань розробляються і різні типи прийомоіндикаторної апаратури повітряних, морських і наземних споживачів.
3.3.1. Апаратура споживачів космічних радіонавігаційних систем
Для роботи по низькоорбітальним КНС "Цикада-М" і "Цикада" розроблена і випускається корабельна прийомоіндикаторна апаратура "Шхуна", АДК-3, "Челн-1" (СЧ-1), "Челн-2" (СЧ-2) і навігаційно-геодезична апаратура "Челн-3" (СЧ-3):
Апаратура СЧ-1, СЧ-2 і СЧ-3 працює за сигналами систем "Цикада" і "Цикада-М", а також системи "Транзит" (США).
Основні характеристики апаратури споживачів низькоорбітальних КНС наведені в таблиці 3.5.
Для роботи з середньоорбітальною КНС ГЛОНАСС використовується апаратура споживачів:
морських - "Шкіпер";
повітряних - А-724;
наземних - 1Т130М, 1Т129.
Прийомоіндикаторна апаратура, що нині випускається, за рядом експлуатаційних характеристик не повністю задовольняє вимоги споживачів. На початку 90-х років розпочата розробка більш досконалої апаратури споживачів другого покоління ("Шкіпер-Н", "Гном", "Репер", А-735, "Навігатор", "Челн-4"). У цій апаратурі використовуються цифрові надвеликі інтегральні схеми, сучасні схемотехнічні рішення і методи цифрової обробки навігаційних сигналів.
Розроблювана апаратура споживачів КНС ГЛОНАСС другого покоління працюватиме також і за сигналами американської КНС СР5 ("Навстар").
Таблиця 3.5
Основні характеристики апаратури споживачів низькоорбітальних КНС
-----------------------------------------------------------------------
| Характеристики | Тип апаратури споживачів |
| |----------------------------------------------------|
| |"Шхуна" | АДК-3 | СЧ-1 | СЧ-2 | СЧ-3 |
|----------------+--------+----------+----------+----------+----------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|----------------+--------+----------+----------+----------+----------|
|Назва системи |"Цикада"|"Цикада" |"Цикада" |"Цикада" |"Цикада" |
| | |"Цикада-М"|"Цикада-М"|"Цикада-М"|"Цикада-М"|
| | | |"Транзит" |"Транзит" |"Транзит" |
|----------------+--------+----------+----------+----------+----------|
|Погрішність | 150 | 80 | 50/30 (2)| 50/30 (2)|50 - в на-|
|визначення | | | | |вігаційно-|
|координат місця | | | | |му режимі,|
|(СКП), на | | | | |2 - 3/6 - |
|рухомій основі, | | | | |в геодезич|
|м (1) | | | | |ному режи-|
| | | | | |мі |
|----------------+--------+----------+----------+----------+----------|
|Кількість | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
|каналів | | | | | |
|----------------+--------+----------+----------+----------+----------|
|Напрацювання на | 750 | 1500 | 500 | 1500 | 1500 |
|відмову, год. | | | | | |
-----------------------------------------------------------------------
Примітка. (1) на ходу погрішність в швидкості 0,1 вуз. призводить до додаткової погрішності визначення координат в середньому до 36 м для апаратури "Шхуна" і 7 - 10 м для інших типів апаратури;
(2) в чисельнику по КНС "Цикада", "Цикада-М";
в знаменнику - по КНС "Транзит".
3.3.2. Апаратура споживачів наземних радіонавігаційних систем
В експлуатації знаходиться значна кількість типів різної бортової апаратури споживачів наземних радіонавігаційних систем, з яких більше половини розроблені на застарілій елементарній базі, мають великі масогабаритні характеристики, низьку надійність, морально застарілі і зняті з виробництва.
Апаратура, що серійно випускається, не відповідає міжнародним вимогам і не конкурентоспроможна на світовому ринку.
Задані і ведуться розробки нових зразків прийомоіндикаторів, що забезпечують роботу по наземних РНС: "Квиток-3Н", "Квиток-4С", "Спрут".
Усі розробки задавалися військовими відомствами і призначені для вирішення завдань повітряних і морських споживачів. Висока вартість літакової і корабельної апаратури виключає її широке використання масовими споживачами народного господарства.
Цільова апаратура для наземних споживачів до 90-х років не створювалася. З 1991 року для вирішення спеціальних завдань по забезпеченню керування наземним транспортом ведеться розробка прийомоіндикатора "Охта".
Основні характеристики прийомоіндикаторів наземних радіонавігаційних систем загального призначення наведені в табл. 3.6.
Таблиця 3.6
Основні характеристики прийомоіндикаторів наземних радіонавігаційних систем загального призначення
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| N | Назва РНС | Споживачі | Споживачі |
|п/п| і характеристики |------------------------------------------+-------------------------------------------------------------------------------|
| | | морські | морські | повітряні |
| | |------------------------------------------+---------------------------------------+---------------------------------------|
| | | тип апаратури | тип апаратури | тип апаратури |
|---+--------------------+------------------------------------------+---------------------------------------+---------------------------------------|
| | | ГАЛС| КПФ-5 | КПФ-6 | КПФ-7 | РС-1 | КПІ-5Ф | КПІ-6Ф | КПІ-7Ф | КПІ-8Ф | А-711 | А-720 | А-723 | А-727 |
|---+--------------------+-----+-------+---------+---------+--------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
|---+--------------------+-----+-------+---------+---------+--------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------|
| 1 |Назва РНС |БРАС |МАРС-75| МАРШРУТ | МАРШРУТ | РС-10 |ТРОПІК-2 |ТРОПІК-2 |ТРОПІК-2 |ТРОПІК-2 |ТРОПІК-2 |ТРОПІК-2 |ТРОПІК-2 |ТРОПІК-2 |
| | | | | ОМЕГА | ОМЕГА | БРАС |ТРОПІК-2П|ТРОПІК-2П|ТРОПІК-2П|ТРОПІК-2П|ТРОПІК-2П|ТРОПІК-2П|ТРОПІК-2П|ТРОПІК-2П|
| | | | | | |МАРС-75 |ЛОРАН-С |ЛОРАН-С |ЛОРАН-С |ЛОРАН-С |ЛОРАН-С |ЛОРАН-С |ЛОРАН-С |ЛОРАН-С |
| | | | | | | | | | | | | | |МАРШРУТ |
| | | | | | | | | | | | | | |ОМЕГА |
| | | | | | | | | | | | | | |МАРС-75 |
| | | | | | | | | | | | | | |ЛЄНА |
|---+--------------------+-----+-------+---------+---------+--------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------|
| 2 |Точність (СКП) |12-60| 60-350|2300-7600|2300-7600| 3,6-12 | 120-1000| 120-1000| 120-1000| 120-1000| 120-1000|120-1000 | 120-1000| 100-400 |
| |визначення координат| | |2000-4000|2000-4000| 12-60 | 120-500 | 120-500 | 120-500 | 120-500 | 120-500 |120-500 | 120-500 | 100-400 |
| |місця, м | | | | | 60-350 | 100-450 | 100-450 | 100-450 | 100-450 | 100-450 | | 100-450 | 100-400 |
| | | | | | | | | | | | | |2300-7600|1200-3600|
| | | | | | | | | | | | | |2000-4000|1200-3600|
| | | | | | | | | | | | | | 60-350 | |
|---+--------------------+-----+-------+---------+---------+--------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------|
| 3 |Напрацювання на | 500 | 600 | 500 | 1000 | 600 | 500 | 250 | 360 | 1200 | 350 | 500 | 2000 | 2000 |
| |відмову, год. | | | | | | | | | | | | | |
|---+--------------------+-----+-------+---------+---------+--------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------|
| 4 |Маса комплекту, кг | 90 | 85 | 53 | 60 | 25 | 32 | 283 | 125 | 46 | 25 | 15 | 23 | 23 |
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3.4. Ступінь задоволення вимог споживачів існуючими радіонавігаційними системами
Існуючі радіонавігаційні системи, виходячи зі свого призначення, мають різні робочі зони - від локальних і регіональних до глобальних розмірів.
Системи посадки і ближньої радіонавігації формують мало розмірні (локальні) робочі зони і використовуються для вирішення тільки спеціальних завдань деякими групами споживачів.
Системи далекої радіонавігації, маючи значні розміри робочих зон, створювалися в основному в інтересах військових споживачів і розміщалися у визначених районах держав Співдружності без обліку їхнього використання в інтересах народного господарства. Зі створенням космічних радіонавігаційних систем "Цикада-М", "Цикада" і ГЛОНАСС з'явилася можливість одержання глобального радіонавігаційного поля. Однак при неповному розгортанні системи ГЛОНАСС і значних обмеженнях по дискретності часу обсервації системи "Цикада", не забезпечується формування безперервного радіонавігаційного поля в наземній і навколоземній поверхнях.
З порівняння тактико-технічних характеристик існуючих радіонавігаційних систем (табл. 3.1, 3.2, 3.3, 3.4) з узагальненими вимогами споживачів (табл. 2.8) випливає:
КНС ГЛОНАСС при неповному розгортанні системи задовольняє вимоги основних груп споживачів, крім вимог по доступності і цілісності;
КНС "Цикада-М", "Цикада" задовольняють вимоги морських споживачів при плаванні в далекій і ближній зонах, крім вимог по доступності і цілісності;
РНС "Маршрут" ("Альфа") задовольняє вимоги повітряних, морських і наземних споживачів при забезпеченні маршрутних польотів літаків, плаванні суден у відкритих водах далекої зони і русі наземного транспорту по маршрутах, крім вимог по доступності;
РНС "Тропік-2", "Тропік-2П" задовольняють вимоги повітряних, морських і наземних споживачів у зоні далекої і ближньої навігації при польотах літаків, плаванні суден і русі наземного транспорту по маршрутах, крім вимог по доступності;
РНС "Марс-75" задовольняє вимоги морських споживачів у зоні далекої і ближньої навігації, крім вимог по доступності;
РНС РС-10 задовольняє вимоги морських споживачів при плаванні і виконанні спеціальних завдань у зоні ближньої навігації, крім вимог по доступності;
РНС ГРАС, ГРАС-2, "Пошук", "Крабік-Б" задовольняють вимоги морських споживачів при забезпеченні вирішення спеціальних завдань у радіусі дії до 60 км, крім вимог по доступності;
РСБН, ПРС-АРК задовольняють вимоги повітряних споживачів при вирішенні завдань приведення літаків у зону аеродрому;
СП-50 (-68, -70, -75, -80), ПРМГ-4 (-5) задовольняють вимоги повітряних споживачів при вирішенні завдань посадки.
Використання існуючих радіонавігаційних систем для вирішення різних завдань споживачами наведено в табл. 3.7.
У цілому жодна з існуючих радіонавігаційних систем не задовольняє повністю сучасні вимоги споживачів до навігаційного забезпечення.
Радіонавігаційні системи КНС ГЛОНАСС, РНС "Тропік-2" ("Чайка") і "Маршрут" ("Альфа") використовуються основними групами споживачів (повітряними, морськими і наземними).
Найбільш повно вимоги споживачів задовольняє КНС ГЛОНАСС. При формуванні інтегрованих радіонавігаційних полів в окремих регіонах і морських акваторіях КНС ГЛОНАСС планується використовувати як основну систему, а РНС "Тропік-2" ("Чайка") і "Маршрут" ("Альфа") - додаткових.
Інші РНС вирішують спеціальні завдання в інтересах окремих груп споживачів ("Марс-75", РС-10, ГРАСС і "Цикада" - морських; РСБН, ПРС-АРК, СП-, ПРМГ - повітряних).
Політика держав Співдружності повинна бути спрямована на підтримку використання КНС ГЛОНАСС, РНС "Тропік-2" ("Чайка") і "Маршрут" ("Альфа") як у штатному, так і диференціальному режимах. Ці системи сполучаються з аналогічними закордонними радіонавігаційними системами GPS ("Навстар"), "Лоран-С" і "Омега", що забезпечує можливість їхнього входження в Європейську і Світову радіонавігаційні мережі.
Таблиця 3.7
Використання існуючих радіонавігаційних систем для вирішення різних завдань споживачами
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|Споживачі| Завдання | Радіонавігаційні системи |
| | |--------------------------------------------------------------------------|
| | |Маршрут|Тропік-2|Марс-75|РС-10|ГРАС|РСБН|ПРС-АРК|СП, ПРМГ| Цикада |ГЛОНАСС|
| | |(Альфа)|(Чайка) | | | | | | |Цикада-М| |
|---------+----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
|---------+----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
|Повітряні|1. Політ по маршруту (трасі)| + | + | - | - | - | + | + | - | - | + |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |2. Політ в зоні аеродрому | - | + | - | - | - | + | + | - | - | + |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |3. Некатегороване заходження| - | + | - | - | - | + | + | + | - | + |
| |на посадку | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |4. Заходження і посадка по | - | - | - | - | - | - | | + | - | - |
| |категоріях | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |5. Геодезичні і геофізичні | - | - | - | | - | - | - | - | - | + |
| |спостереження | | | | | | | | | | |
|---------+----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
|Морські |1. Плавання у відкритому | + | + | + | + | - | - | - | - | + | + |
| |морі | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |2. Плавання в прибережній | - | + | + | + | - | - | - | - | + | + |
| |зоні | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |3. Проходження вузькостей, | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + |
| |заходження в порти (гавані) | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |4. Маневрування в портах | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |5. Картографія і | - | - | - | + | + | - | - | - | - | - |
| |океанографія | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |6. Прив'язка буїв, дослідже-| - | - | - | + | + | - | - | - | | + |
| |ння морських ресурсів | | | | | | | | | | |
|---------+----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
|Наземні |1. Рух по встановлених | + | + | - | - | - | - | - | - | - | + |
| |маршрутах | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |2. Рух по довільних | + | + | - | - | - | - | - | - | - | + |
| |маршрутах | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |3. Прив'язка маяків, | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + |
| |наземних РНС | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |4. Геологорозвідка, | - | - | - | - | - | - | - | - | - | + |
| |добування корисних копалин | | | | | | | | | | |
| |----------------------------+-------+--------+-------+-----+----+----+-------+--------+--------+-------|
| |5. Картографія | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
+ використовується
- не використовується
4. Перспективні напрямки розвитку й удосконалювання систем радіонавігації
Результати аналізу ступеня задоволення вимог різних груп споживачів існуючими засобами радіонавігаційного забезпечення визначають напрями вирішення основних проблем:
підвищення точності визначення місця об'єкта;
підвищення доступності радіонавігаційних систем;
підвищення цілісності радіонавігаційних систем.
Ці проблеми вирішуються:
застосуванням диференціальних підсистем (режимів) і способів відносної навігації;
інтегруванням різних радіонавігаційних систем і створенням єдиного радіонавігаційного поля;
поліпшенням технічних характеристик радіонавігаційних систем і прийомоіндикаторної апаратури споживачів.
4.1. Диференціальні підсистеми космічних і наземних радіонавігаційних систем
Підвищення точності навігаційних визначень при використанні космічних і наземних радіонавігаційних систем може бути досягнуто застосуванням режиму обліку диференціальних виправлень, обумовлених у точках, координати яких відомі з високою точністю.
Диференціальна підсистема повинна складатися з:
контрольно-коригувальної станції, що здійснює визначення диференціальних виправлень і їхнє формування для передачі;
каналу передачі диференціальних виправлень споживачам;
прийомної апаратури споживачів, що забезпечує прийом і облік диференціальних виправлень.
Окремим випадком диференціального режиму є спосіб відносної навігації, що дозволяє покращити точносні характеристики штатних режимів РНС наземного або космічного базування. Найбільше застосування цей спосіб знаходить при вирішенні завдань взаємного координування об'єктів, що працюють за сигналами однієї радіонавігаційної системи, коли не потрібне знання точних абсолютних координат. При взаємному координуванні групи об'єктів (кораблів, літаків та ін.) один з них визначається як опорний, поточні абсолютні координати якого приймаються за початок системи відносних координат і передаються по зв'язному каналу на інші об'єкти, де визначаються координати щодо опорного об'єкта.
У відносних координатах частка систематичної погрішності буде істотно скорочуватися при зменшенні відстані до опорного об'єкта і часу між обсерваціями. У крайньому випадку погрішності відносного місцевизначення обмежуються інструментальними погрішностями прийомоіндикаторної апаратури споживачів.
4.1.1. Диференціальні підсистеми космічних радіонавігаційних систем
При створенні диференціальних підсистем космічних радіонавігаційних систем на контрольно-коригувальній станції визначаються поправки, обумовлені ефемеридними погрішностями, відхідом шкал часу супутників і впливом середовища поширення навігаційних сигналів.
Обчислені на контрольно-коригувальній станції систематичні погрішності (поправки) передаються у вигляді коригувальної інформації з каналів зв'язку споживачам.
Одним з варіантів диференціальної підсистеми може бути побудова контрольно-коригувальної станції у вигляді псевдосупутника, що передає споживачам диференціальні поправки одночасно з випромінюванням навігаційного сигналу, аналогічного випромінюваному із супутника навігаційної системи.
Реалізація диференціальної підсистеми КНС ГЛОНАСС забезпечить точність абсолютного місцевизначення 2 - 5 м і відносного - у межах 1 м. Більш висока точність відносного місцевизначення, порядку декількох см (+- 10 ( в ступені -6) довжини базової лінії), буде забезпечуватися при геодезичних вимірах з використанням фази несучого і спеціального методів обробки результатів.
Для впровадження диференціальних підсистем необхідні:
1. Розробка апаратури контрольно-коригувальної станції, що забезпечує прийом навігаційних сигналів супутників, визначення і формування коригувальної інформації (виправлень).
2. Розробка прийомоіндикаторної апаратури споживачів, що працює в штатному і диференціальному режимах.
3. Розробка апаратури сполучення (інтерфейсів) з апаратурою каналів передачі/прийому коригувальної інформації.
4. Вибір і розробка (при необхідності) різних каналів передачі коригувальної інформації.
Для передачі диференціальних виправлень планується використовувати формати кадрів рекомендованого стандарту спеціального комітету SC-104 морської радіотехнічної комісії (RTCM США).
4.1.2. Диференціальні підсистеми наземних радіонавігаційних систем
Реалізація диференціальних підсистем (режимів) наземних радіонавігаційних систем, особливо ОНЧ і НЧ діапазонів, заснована на обліку просторово-тимчасової кореляції погрішностей при незначному (до 200 - 500 км) віддаленні об'єкта від контрольно-коригувальної станції.
Диференціальний режим використання РНС "Маршрут" ("Альфа") дозволяє підвищити точність визначення місця до 0,6 - 2,5 км (практично в 2 рази) для зон з радіусом 500 км щодо контрольно-коригувальної станції, що передає диференціальні поправки. Розроблено апаратуру "Рейдер-2" для визначення і передачі диференціальних поправок.
Реалізація диференціального режиму в системах типу "Тропік" ("Чайка") дозволить підвищити точність місцевизначення до 10 - 50 м для зон з радіусом до 200 км щодо контрольно-коригувальної станції.
Практична реалізація диференціального режиму пов'язана із створенням апаратури контрольно-коригувальної станції, вибором необхідного каналу передачі і розробкою нового покоління прийомоіндикаторів, у яких повинен забезпечуватись прийом і облік диференціальних поправок.
Розроблено раціональний варіант реалізації диференціального режиму в РНС "Тропік" ("Чайка"), заснований на сполученні функцій існуючих контрольних пунктів у системі "Тропік" ("Чайка") і контрольно-коригувальних станцій, що визначають і передають диференціальні поправки. Для цього необхідно дообладнування контрольних пунктів системи спеціальною вимірювальною апаратурою й апаратурою зв'язку.
На такій суміщеній контрольно-коригувальній станції крім контролю і керування станціями системи одночасно визначають і передають по каналу зв'язку диференціальні поправки на передавальні станції системи, де вони по навігаційному каналу передаються споживачам. Таким чином, проблема передачі диференціальних поправок з використанням навігаційного каналу РНС "Тропік" ("Чайка") може бути вирішена без спеціального каналу передачі. Перспективним у цьому напрямку є використання навігаційного каналу "Тропік" ("Чайка") при передачі диференціальних поправок для споживачів космічної навігаційної системи ГЛОНАСС.
4.2. Інтегрування радіонавігаційних систем
Донині широко використовуваними радіонавігаційними системами (основними і додатковими) є наземні РНС. Їхнє подальше застосування не дозволяє задовольнити зростаючі вимоги до навігаційного забезпечення основних груп споживачів по точності, доступності і цілісності.
З впровадженням космічних радіонавігаційних систем нового покоління ГЛОНАСС (Росія) і GPS (США) з'являється можливість задоволення вимог більшості споживачів по точності навігаційного забезпечення. Однак і в цьому випадку можуть бути не задоволені вимоги споживачів по доступності і цілісності (особливо для повітряних і морських споживачів).
Для покращення таких характеристик навігаційного забезпечення РНС, як доступність і цілісність, доцільно створення інтегрованих РНС. Покращення доступності і цілісності інтегрованих РНС досягається за рахунок багаторазового радіонавігаційного покриття.
Одночасне функціонування декількох вітчизняних та закордонних космічних і наземних радіонавігаційних систем створює реальну можливість їхнього спільного або інтегрованого використання з метою досягнення більш високих характеристик по точності, доступності і цілісності.
Можливі варіанти інтегрування:
1. Космічна РНС - космічна РНС;
2. Наземна РНС - космічна РНС;
3. Наземна РНС - наземна РНС.
4.2.1. Інтегрування космічних радіонавігаційних систем
Ціль інтегрування космічних радіонавігаційних систем - створення універсальної РНС, що виконує функції основної радіонавігаційної системи для повітряних, морських, наземних і космічних споживачів.
Інтегрування космічних радіонавігаційних систем може здійснюватися на рівні:
КНС "Цикада" - ГЛОНАСС;
КНС ГЛОНАСС - GPS.
Космічні системи "Цикада-М", "Цикада" і ГЛОНАСС створювалися як автономні системи. Модернізація низькоорбітальних КНС "Цикада-М" і "Цикада" припускає в рамках інтегрування підвищення характеристик точності, доступності за рахунок підвищення якості ефемеридно-часового забезпечення за допомогою супутників системи ГЛОНАСС і відповідних алгоритмів спільної обробки інформації в прийомоіндикаторній апаратурі споживачів.
Ефективність від інтегрування КНС "Цикада" і КНС ГЛОНАСС може бути досягнута в сучасних умовах неповного орбітального угруповання супутників системи ГЛОНАСС. Прогнозована доступність інтегрованої системи "Цикада"/ГЛОНАСС для морських споживачів зросте з 0,68 до 0,98 при спільному використанні 12 - 14 супутників системи ГЛОНАСС і 6 - 8 супутників системи "Цикада".
Одним з найбільш перспективних напрямків інтегрування КНС - КНС є інтегрування КНС ГЛОНАСС і КНС GPS (США).
Інтегрування систем ГЛОНАСС і GPS припускає:
інтеграцію радіонавігаційних полів, тобто можливість спільного використання навігаційних параметрів кожної із систем, що інтегруються, при вирішенні навігаційного завдання;
інтегрування прийомоіндикаторної апаратури споживачів, здатної працювати в системі ГЛОНАСС/GPS. Для спільного використання навігаційних параметрів (псевдодальностей і псевдошвидкостей) необхідне усунення наявних розбіжностей у використовуваних системах координат і шкалах часу систем ГЛОНАСС і GPS.
Ефемеридна інформація, що надходить від супутників кожної із систем, розраховується з своїй системі координат: ПЗ-90 для ГЛОНАСС і WGS-84 для GPS. Для переходу від однієї координатної системи до іншої повинні бути експериментально визначені елементи трансформуючої матриці з використанням апаратури споживачів систем ГЛОНАСС і GPS.
Для усунення розбіжності системних шкал часу повинні регулярно визначатися і закладатися до складу координатно-тимчасової інформації на борт кожного супутника системи ГЛОНАСС частотно-тимчасові поправки.
Реалізація принципу інтегрування космічних радіонавігаційних систем ГЛОНАСС і GPS визначається насамперед тим, наскільки швидко будуть вирішені питання, пов'язані з інтегруванням радіонавігаційних полів, а також із стандартизацією і розробкою інтегрованої прийомоіндикаторної апаратури споживачів.
Інтегрування космічних систем ГЛОНАСС і GPS дозволить створити основну глобальну радіонавігаційну систему, що задовольняє існуючі і перспективні вимоги повітряних, морських, наземних і космічних споживачів.
4.2.2. Інтегрування наземних і космічних радіонавігаційних систем
Інтегрування наземних і космічних радіонавігаційних систем дозволить створити інтегровану радіонавігаційну систему, що перевершить за своїми технічними характеристиками кожну з систем, що входять до неї. Як і при інтегруванні космічних радіонавігаційних систем створення інтегрованих наземних і космічних систем припускає інтеграцію радіонавігаційних полів і інтеграцію прийомоіндикаторної апаратури споживачів, що вимагає усунення наявних розбіжностей у використовуваних системах координат і шкалах часу.
Одним із шляхів інтегрування вітчизняних наземних і космічних радіонавігаційних систем є інтегрування систем "Чайка"/ГЛОНАСС.
Інтегрування зазначених систем дозволить поліпшити доступність і цілісність у географічних районах, обумовлених межами покриття, створюваного ланцюжками станцій наземних РНС. При доступності і цілісності наземної і космічної систем, кожної в межах 0,997 - 0,998, ці характеристики в інтегрованих РНС будуть близькі до 1,0.
Інтегрована радіонавігаційна система "Чайка"/ГЛОНАСС зможе надалі використовуватися як основна система для всіх етапів навігації, крім категорованого заходження і посадки та маневрування в акваторії порту.
4.2.3. Інтегрування наземних радіонавігаційних систем
В умовах, коли застосування перспективної космічної радіонавігаційної системи ГЛОНАСС обмежено в зв'язку з її неповним розгортанням, залишається актуальним подальше використання наземних РНС "Чайка" і "Лоран-С", особливо при їхньому інтегруванні з космічними навігаційними системами, відповідно: "Чайка"/ГЛОНАСС і "Лоран-С"/GPS.
Високі технічні характеристики РНС "Чайка" і "Лоран-С", велика кількість повітряних і морських споживачів, що мають прийомоіндикаторну апаратуру, відносно невеликі експлуатаційні витрати визначили і їхнє ефективне застосування в найближчому майбутньому.
У перспективі системи "Чайка" і "Лоран-С" планується використовувати в напрямах:
продовження автономного використання;
сполучення РНС "Чайка"/"Лоран-С" при створенні об'єднаних міжнародних ланцюгів;
сполучення РНС "Чайка"/"Лоран-С" при створенні об'єднаних міжнародних ланцюгів;
інтегрування РНС "Чайка"/"Лоран-С".
Продовження автономного використання РНС "Чайка" і "Лоран-С" пояснюється можливостями збільшення робочих зон і підвищення точності місцевизначення за рахунок застосування далекомірного і диференціального режимів, а також використання прийомоіндикаторів, що працюють по двох різних ланцюгах.
Напрямок сполучення при створенні об'єднаних міжнародних ланцюгів РНС "Чайка"/"Лоран-С" успішно реалізуються. Відповідно до Угоди від 31 травня 1988 року між США і Росією створюється Російсько-американський ланцюг "Чайка"/"Лоран-С" у складі двох вітчизняних станцій Олександрівськ-Сахалінський, Петропавлівськ-Камчатський і однієї американської станції на о. Атту. Цей напрямок перспективний, тому що дозволяє при порівняно невеликих витратах і короткий термін одержати значні збільшення радіонавігаційного поля.
Створення подібних об'єднаних ланцюгів передбачається відповідними міждержавними Угодами:
у Східно-Азіатському регіоні разом з Японією, Китаєм, Республікою Корея і Росією (у вересні 1992 року в Москві підписана Угода про створення шести об'єднаних ланцюгів РНС "Чайка"/"Лоран-С"); до цієї Угоди планується приєднання Індії й Індонезії;
у Середземноморському регіоні і Чорному морі разом з Францією, Італією, Туреччиною, Єгиптом, Іспанією, Грецією, Росією, Тунісом, Алжиром, Марокко (Угода знаходиться в розробці);
у Північно-Західному регіоні і Балтійському морі (у серпні 1992 року укладена Угода між Данією, Францією, Німеччиною, Нідерландами, Норвегією й Ісландією. До цієї Угоди приєдналася Росія).