Приказ Минпромторга РФ от 02.09.2008 № 118

(ред. от 31.08.2011)

«Об утверждении радионавигационного плана Российской Федерации»

ПРИКАЗ

Во исполнение Решения об определении федеральных органов исполнительной власти, ответственных за поддержание, развитие и использование единой системы навигационно-временного обеспечения Российской Федерации и ее основных подсистем, одобренного Правительством Российской Федерации от 19 октября 2004 г. № АЖ-П7-5684, и письма Аппарата Правительства Российской Федерации от 16 апреля 2008 г. № П7-12088 приказываю:

РАДИОНАВИГАЦИОННЫЙ ПЛАН РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

В целях настоящего Положения используются следующие обозначения и сокращения:

АГГД — астрономо-геодезические и гравиметрические данные;

АГС — астрономо-геодезическая сеть;

АЗН — автоматическое зависимое наблюдение;

АИС — автоматическая идентификационная система;

АЛДПС — авиационная ДПС;

АРБ — аварийный радиобуй;

АРК — автоматический радиокомпас;

БН — ближняя навигация;

БРАС, РС, Спрут — морские разностно-дальномерные радионавигационные системы;

БС — базовая станция;

ВВ — внутренние войска МВД России;

ВВП — внутренние водные пути;

ВГС — высокоточная геодезическая сеть;

ВОР — VOR, всенаправленный угломерный наземный радиомаяк;

ВРМ — секторный (веерный) радиомаяк;

ВС — воздушное судно;

ГА — гражданская авиация;

ГАЛИЛЕО — Европейская ГНСС;

ГГС — Государственная геодезическая сеть;

ГЛОНАСС — глобальная навигационная спутниковая система (РОССИЯ);

ГМССБ — Глобальная морская система связи при бедствии и обеспечении безопасности;

ГНС — глобальная навигационная система;

ГНСС (GNSS) — глобальная навигационная спутниковая система;

ГРАС — дальномерная радионавигационная система;

ГСГА — Государственная служба гражданской авиации;

ДЗЗ — дистанционное зондирование Земли;

ДИСС — доплеровский измеритель скорости сноса;

ДМЕ — DME, дальномерный наземный радиомаяк;

ДП — дифференциальная поправка;

ДПС — дифференциальная подсистема спутниковая;

ДРНО — дальнее радионавигационное обеспечение;

ЕК — Европейская Комиссия;

ЕРНП — Европейский радионавигационный план;

ЕС — Европейский Союз;

ЕС КВНО — Единая система КВНО;

ИАЦ — Информационно-аналитический центр;

ИКАО — ICAO; Международная организация гражданской авиации;

ИМО — IMO; Международная морская организация;

ИНС — инерциальная навигационная система;

ИСР — информационные системы для радионавигации;

ИФРНС — импульсно-фазовая радионавигационная система;

КВНО — координатно-временное и навигационное обеспечение;

КГС — космическая геодезическая сеть;

ККС — контрольно-корректирующая станция;

КНС — космическая навигационная система;

КОИ — комплексная обработка информации;

КОСПАС — космическая служба поиска и спасения (РФ);

КРАБИК — дальномерная фазовая геодезическая система;

КРМ — круговой радиомаяк морской;

КС — космическое средство;

КЭНС — корреляционно-экстремальная навигационная система;

ЛА — летательный аппарат;

ЛДПС — локальная ДПС;

ЛИ — летные испытания;

ЛПД — линия передачи данных;

МАИН — IAIN; Международная ассоциация институтов навигации;

МАМС — IALA; Международная ассоциация маячных служб;

МАРС — разностно-дальномерная многочастотная радионавигационная система;

МАРШРУТ — фазовая радионавигационная система сверхдальнего действия;

МВД — Министерство внутренних дел;

МДПС — морская ДПС;

Минтранс — Министерство транспорта;

МККР — Международный комитет по радиочастотам;

МЛС — микроволновая система посадки;

МНИЦ — Многофункциональный навигационно-информационный центр;

МО — Министерство обороны;

МС — морское судно;

МСИ — межспутниковые измерения;

МСЭ — Международный союз электросвязи;

МЧС РФ — Министерство РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий;

НАП — навигационная аппаратура потребителей;

НВО — навигационно-временное обеспечение;

НИОКР — научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы;

НКА — навигационный космический аппарат;

НО — навигационное обеспечение;

НОТАМ — уведомление для летного состава

НРНП — национальный радионавигационный план;

ОВД — отдел внутренних дел;

ОМОН — отряд милиции особого назначения;

ОМСН — отряд милиции специального назначения;

ОрВД — организация воздушного движения;

ОРНС — объединенная РНС;

ПА — приемная аппаратура;

ПДЦМ — параметры движения центра масс;

ПКУ — пункт контроля и управления;

ПРМГ — посадочная радиомаячная группа;

ПРС — приводная радиостанция;

РДПС — региональная ДПС;

РМА — радиомаяк азимутальный (типа ВОР);

РМД — радиомаяк дальномерный (типа ДМЕ);

РНС — радионавигационная система;

РНП РФ — Радионавигационный план Российской Федерации;

РСБН — радиотехническая система ближней навигации;

РСДБ — радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами;

РСДН — радиотехническая система дальней навигации;

РЭС — радиоэлектронное средство;

САРСАТ — зарубежный аналог КОСПАС;

САС — срок активного существования (КА);

СГС-1 — спутниковая геодезическая сеть 1 класса;

СДГС — спутниковая дифференциальная геодезическая станция;

СДКМ — система дифференциальной коррекции и мониторинга

СКП — среднеквадратическая погрешность;

СНГ — Содружество Независимых Государств;

СНС — спутниковая навигационная система;

СП — система посадки;

СРНС — спутниковая радионавигационная система;

СРС — специальная реперная сеть;

СУДС — система управления движением судов;

СЦИ — синхронная цифровая иерархия;

Тропик, Чайка, Лоран-С — импульсно-фазовая радионавигационная система (РСДН);

ТС — техническое средство;

ТСС — тактовая сетевая синхронизация;

ТТХ — тактико-технические характеристики;

УНиО — Управление навигации и океанографии (МО);

ФАГС — фундаментальная астрономо-геодезическая сеть;

ФОИВ — Федеральные органы исполнительной власти;

ФРНП — Федеральный радионавигационный план (США);

ФРНС — фазовая радионавигационная система;

ФСБ — Федеральная служба безопасности;

ФСИН — Федеральная служба исполнения наказаний;

ФЦП — Федеральная целевая программа;

ЦУП — Центр управления полетами;

ЦИКАДА — космическая низкоорбитальная навигационная система;

ЦНИИМАШ — ЦНИИ машиностроения (Роскосмоса);

ШДПС — широкозонная ДПС;

ЭРИ — электрорадиоизделия;

APV — Approach with Precise Vertical; заход на посадку с управлением по вертикали;

CDMA — Code Division Multiple Access; доступ с кодовым разделением каналов;

DECT — Digital Enhanced Cordless Telecommunications; цифровая усовершенствованная беспроводная связь;

DME — Distance Measuring Equipment; оборудование измерения дальности;

DVOR — Doppler High Frequency Omnidirectional Range; доплеровская всенаправленная УКВ радиосистема;

ECAC — European Civil Aviation Conference; Европейская конференция гражданской авиации;

EGNOS — European Geostationary Navigation Overlay Service; Европейская ШДПС;

EUGIN — European Group of Institutes of Navigation; Европейская группа институтов навигации;

Eurofix — региональная ДПС, использующая систему Лоран;

FERNS — Fast Eastern Radio Navigation Service; ФЕРНС, Дальневосточная радионавигационная служба;

GBAS — Ground-Based Augmentation System; наземная система функционального дополнения (стандарт ИКАО);

GPRS — General Packet Radio Service; пакетная радиосвязь общего пользования;

GPS — Global Positioning System; Глобальная система местоопределения (США);

GRAS — Ground-Based Regional Augmentation System; наземная региональная система функционального дополнения (стандарт ИКАО);

GSM — Global System for Mobile Communications; глобальная система мобильной телекоммуникации;

IERS International Earth Rotation Service; Международная служба вращения Земли;

ITRF — International Terrestrial reference Frame; Международная земная система координат;

LAAS — Local Area Augmentation System; локальная ДПС наземного базирования для посадки ВС (США);

LTE — Long Term Evolution; совершенствование технологий CDMA, UMTS;

Mobile Wi-MAX — Worldwide Interoperability for Microwave Access; мобильный глобальный доступ с обеспечением интероперабельности микроволновых средств;

MSAS — Multifunctional Transport Satellite Augmentation System; Японская ШДПС;

NPA — Non Precision Approach; неточный заход;

PBN — Performance Based Navigation; навигация на основе характеристик (ИКАО);

RAIM — Receiver Autonomous Integrity Monitoring; автономный контроль целостности в приемнике;

RNAV — Area Navigation; зональная навигация;

RTCA — Radio Technical Commission for Aeronautical; Радиотехническая комиссия для авиации;

RTCM — Radio Technical Commission for Maritime Services; Радиотехническая комиссия для морского обслуживания;

RNP — Required Navigation Performance; требуемые навигационные характеристики (ИКАО);

SARPs — Standards and Recommended Practices; Стандарты и рекомендуемая практика ИКАО;

SBAS — Space-Based Augmentation System; спутниковая система функционального дополнения;

TDMA — Time Division Multiple Access; многостанционный доступ, основанный на временном разделении каналов;

UMTS — Universal Mobile Telecommunication System; Универсальная мобильная телекоммуникационная система;

UTC — Universal Coordinated Time; универсальное координированное время;

VOR — Very High Frequency Omnidirectional Range; всенаправленная УКВ радиосистема;

WGS — World Geodetic System; Всемирная геодезическая система;

WAAS — Wide Area Augmentation System; широкозонная система функционального дополнения (США).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Основания для разработки радионавигационного плана Российской Федерации

Настоящий План разработан в соответствии с межведомственным «Решением об определении федеральных органов исполнительной власти, ответственных за поддержание, развитие и использование единой системы навигационно-временного обеспечения Российской Федерации и ее основных подсистем», одобренным Правительством Российской Федерации (от 19 октября 2004 г. № АЖ-П7-5684).

1.2. Статус радионавигационного плана Российской Федерации

Радионавигационный план Российской Федерации является обобщением и официальным изложением современного состояния и перспектив развития радионавигационных систем и средств Российской Федерации, определяющим направления реализации государственной политики в этой области. План учитывает соответствующие требования международных организаций (ИКАО, ИМО, МСЭ), а также обязательства Российской Федерации по международным договорам.

План является документом, направленным на обеспечение координации усилий и взаимодействия между федеральными органами исполнительной власти, предприятиями промышленности, научными организациями и учреждениями, осуществляющими разработку, производство радионавигационных систем и средств, их эксплуатацию и оказание услуг радионавигации, а также услуг, формируемых на основе ресурсов координатно-временной и навигационной информации.

Ответственность за разработку, согласование и опубликование в средствах массовой информации уточненной редакции Плана, а также изменений и дополнений к нему возложена на Министерство промышленности и торговли Российской Федерации, которое осуществляет свою деятельность по разработке радионавигационного плана Российской Федерации во взаимодействии с другими заинтересованными федеральными органами исполнительной власти, научными организациями, предприятиями промышленности и общественными объединениями ученых и специалистов.

План разрабатывается на пятилетний срок. В периоды действия Плана между очередными редакциями ОАО НТЦ «Интернавигация» проводится постоянный анализ его реализации и при необходимости внесение изменений и дополнений.

План размещается и обновляется на официальном сайте сети Интернет Минпромторга России.

Публикации соответствующих изменений и дополнений очередной редакции Плана размещаются в журнале «Новости навигации».

1.3. Цели радионавигационного плана Российской Федерации

Целями радионавигационного плана Российской Федерации являются:

• повышение экономической эффективности и безопасности всех групп потребителей при использовании имеющихся и перспективных радионавигационных систем и средств наземного и космического базирования Российской Федерации, а также объединенных международных систем в интересах решения социально-экономических задач и обеспечения национальной безопасности;
• обеспечение взаимодействия между федеральными органами исполнительной власти, предприятиями промышленности, научными организациями и учреждениями, осуществляющими разработку, производство радионавигационных систем и средств, их эксплуатацию и предоставляющими услуги в области радионавигации, в целях гарантированного предоставления потребителям необходимой навигационно-временной информации, качество которой должно соответствовать мировому уровню.

1.4. Задачи радионавигационного плана Российской Федерации

Реализация мероприятий Плана позволит обеспечить решение следующих задач:

• усиление и поддержание национальной безопасности;
• обеспечение безопасности движения и повышение эффективности транспортных систем;
• планирование развития конкурентоспособных отечественных радионавигационных услуг, учитывающее интересы и требования различных групп потребителей в Российской Федерации, а также обеспечение условий для определения наиболее эффективных методов использования государственных и внебюджетных ресурсов в этой области;
• обеспечение эффективного формирования, поддержания и развития радионавигационных полей (пространств) в космосе, глобально и над территорией, в воздушном пространстве и прибрежных водах Российской Федерации;
• создание условий для экономически эффективной межведомственной координации мероприятий по созданию и обеспечению функционирования радионавигационных систем и средств и предоставлению качественных радионавигационных услуг потребителям; совершенствование информационного взаимодействия между разработчиками и потребителями навигационных услуг в Российской Федерации и за рубежом;
• информирование различных групп потребителей КВНО в Российской Федерации, мирового сообщества и международных организаций об основных направлениях политики государства в области развития и использования имеющихся и перспективных радионавигационных систем и средств наземного и космического базирования Российской Федерации, а также объединенных международных систем по их состоянию, техническим возможностям, планируемым срокам использования, а также по направлениям международного сотрудничества в области радионавигации;
• дальнейшее совершенствование средств КВНО, повышение их эксплуатационных характеристик до уровня лучших мировых аналогов; обеспечение совместимости и интеграции зарубежных и отечественных РНС в ходе их разработки, эксплуатации и модернизации;
• совершенствование нормативной правовой и нормативной технической базы в области КВНО, обеспечение терминологического единства, а также выработка и реализация согласованных требований по радионавигационному обеспечению воздушных, морских, наземных и других потребителей посредством разработки соответствующих нормативных документов (технических регламентов, стандартов и др.), подтверждения соответствия требованиям и проведение сертификации радионавигационных систем и средств;
• ориентирование зарубежных разработчиков и потребителей радионавигационных систем и средств на возможность использования существующих и перспективных радионавигационных систем и средств Российской Федерации;
• повышение профессионального уровня и качества подготовки в Российской Федерации специалистов по навигационному обеспечению.

1.5. Область применения радионавигационного плана Российской Федерации

Область применения Плана охватывает радионавигационные системы и средства гражданского и двойного применения, находящиеся в ведении различных федеральных органов исполнительной власти.

План не включает в себя радиотехнические системы, которые выполняют радиолокационно-обзорные или связные функции. В частности, он не включает автоматические идентификационные системы (АИС) и системы автоматического зависимого наблюдения (АЗН), но включает навигационные средства, на которые опираются упомянутые системы.

Радионавигационные системы, рассматриваемые в Плане, подразделяются на следующие группы:

1. Глобальные космические (спутниковые) радионавигационные системы:

ГЛОНАСС с функциональными дополнениями, Цикада-М.

2. Наземные радионавигационные системы:

2.1 Системы дальней навигации:

«Альфа» («Маршрут»), «Чайка» («Тропик-2С», «Тропик-2В», «Тропик-2Е», «Тропик-2П», «Скорпион»), «Марс-75».

2.2 Системы ближней навигации:

Брас-3, РС-10, Спрут, ГРАС (ГРАС-2), Крабик-Б (Крабик-БМ), РСБН-4Н (8Н), ПРС, РМА-90, РМД-90, DVOR-2000, DME-2000.

2.3 Системы посадки:

СП-75 (80, 90, 200), ПРМГ-5 (76У), МЛС, СП типа GBAS (диф. режим ГЛОНАСС).

1.6. Основное содержание радионавигационного плана Российской Федерации

В Плане изложены:

задачи, решаемые с использованием радионавигационных систем;

требования всех групп потребителей к радионавигационным системам;

основные характеристики эксплуатируемых и перспективных радионавигационных систем;

основные направления повышения эффективности использования существующих радионавигационных систем, их развития и совершенствования;

направления интегрирования различных радионавигационных систем;

основные направления международного сотрудничества в области радионавигационных систем.

1.7. Нормативные правовые, планирующие и регулирующие документы

Основы государственной политики в области координатно-временного и навигационного обеспечения, в том числе применительно к разработке настоящего Плана, определяются следующими документами законодательных и исполнительных органов власти:

Федеральный закон от 7 июля 2003 г. № 126-ФЗ «О связи».

Федеральный закон от 14 февраля 2009 г. № 22-ФЗ «О навигационной деятельности».

Указ Президента Российской Федерации от 17 мая 2007 г. № 638 «Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития Российской Федерации».

Распоряжение Президента Российской Федерации от 18 февраля 1999 г. № 38-рп об отнесении глобальной навигационной спутниковой системы «ГЛОНАСС» к космической технике двойного назначения.

Поручение Президента Российской Федерации от 18 января 2006 г. № 440, которым предписано обеспечить применение системы ГЛОНАСС на территории России в 2007 году, в глобальном масштабе в 2009 году, а также довести ее характеристики до уровня, обеспечивающего конкурентоспособность на мировом рынке.

Поручение Президента Российской Федерации от 19 апреля 2006 г. № 1242, которым предписано обеспечить массовое производство навигационной аппаратуры потребителей, господдержку в подготовке и реконструкции промышленного производства, способствовать развитию массового рынка навигационных услуг.

Постановление Правительства Российской Федерации от 7 марта 1995 г. № 237 «О проведении работ по использованию глобальной навигационной спутниковой системы „ГЛОНАСС“ в интересах гражданских потребителей».

Постановление Правительства Российской Федерации от 28 июля 2000 г. № 568 «Об установлении единых государственных систем координат».

Постановление Правительства Российской Федерации от 30 апреля 2008 г. № 323 «Об утверждении Положения о полномочиях федеральных органов исполнительной власти по поддержанию, развитию и использованию глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах обеспечения обороны и безопасности государства, социально-экономического развития Российской Федерации и расширения международного сотрудничества, а также в научных целях».

Постановление Правительства Российской Федерации от 25 августа 2008 г. № 641 «Об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS».

Постановление Правительства Российской Федерации от 11 июля 2009 г. № 549 «О федеральном сетевом операторе в сфере навигационной деятельности».

Постановление Правительства Российской Федерации от 22 июля 2009 г. № 601 «О внесении изменений в Положение о полномочиях федеральных органов исполнительной власти по поддержанию, развитию и использованию глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах обеспечения обороны и безопасности государства, социально-экономического развития Российской Федерации и расширения международного сотрудничества, а также в научных целях».

Постановление Правительства Российской Федерации от 10 сентября 2009 г. № 720 «Об утверждении технического регламента о безопасности колесных транспортных средств».

Распоряжение Правительства Российской Федерации от 20 июня 2007 г. № 797-р «Об использовании уточненной версии государственной геоцентрической системы координат „Параметры Земли 1990 года“ (ПЗ-90.02)».

Федеральная космическая программа России на 2006 — 2015 годы, утвержденная Постановлением Правительства Российской Федерации от 22 октября 2005 г. № 635.

Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» (Постановление Правительства Российской Федерации от 20 августа 2001 г. № 587, в редакции от 14 июля 2006 г. № 423 и от 12 сентября 2008 г. № 680).

Федеральная целевая программа «Развитие транспортной системы России (2010 — 2015 гг.)» (в ред. Постановления Правительства РФ от 20 мая 2008 г. № 377).

Федеральная целевая программа «Модернизация Единой системы организации воздушного движения Российской Федерации (2009 — 2015 годы)». Утверждена Постановлением Правительства Российской Федерации от 1 сентября 2008 г. № 652, с изменениями в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 21 декабря 2009 г. № 1036 «О внесении изменений в федеральную целевую программу „Модернизация Единой системы организации воздушного движения Российской Федерации (2009 — 2015 годы)“.»

Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года (распоряжение Правительства Российской Федерации от 22 ноября 2008 г. № 1734-р).

Таблица распределения полос частот между радиослужбами Российской Федерации. Утверждена Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 июля 2006 г. № 439-23.

Приказ Министерства транспорта Российской Федерации от 9 марта 2010 г. № 55 «Об утверждении перечня видов автомобильных транспортных средств, используемых для перевозки пассажиров и опасных грузов, подлежащих оснащению аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS».

Концепция создания и развития Аэронавигационной системы России, Федеральная аэронавигационная служба Российской Федерации, 2006.

Протокол Заседания Комиссии при Президенте Российской Федерации по модернизации и технологическому развитию экономики России от 28 октября 2009 г. № 5.

Решение об определении федеральных органов исполнительной власти, ответственных за поддержание, развитие и использование единой системы навигационно-временного обеспечения Российской Федерации и ее основных подсистем, одобренное Правительством Российской Федерации (от 19 октября 2004 г. № АЖ-П7-5684).

1.8. Критерии при анализе и рассмотрении радионавигационных систем

При анализе и рассмотрении радионавигационных систем учитываются многие факторы, которые выступают в качестве критериев оценки этих систем. К ним относятся:

• эксплуатационные характеристики;
• технические параметры;
• экономические характеристики;
• правовые вопросы;
• состояние разработки и производства;
• используемость радионавигационных систем и средств различными потребителями;
• потребности национальной обороны и безопасности.

Основными техническими параметрами являются точность, целостность, рабочая зона, доступность и непрерывность функционирования системы.

Учитываются также вопросы использования частотного спектра и некоторые специфические параметры, такие как противопомеховые характеристики, которые применимы не только к военным системам, но влияют на доступность и непрерывность функционирования гражданских систем.

2. ТРЕБОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ К РАДИОНАВИГАЦИОННЫМ СИСТЕМАМ

2.1. Задачи, решаемые с использованием радионавигационных систем

Для решения пространственно-временных задач в целях реализации своей деятельности потребителю необходимы знания о положении, скорости, пространственной ориентации ряда объектов, влияющих на решение этих задач. Требования потребителя к качеству решения зависят как от вида решаемых задач, так и от условий, в которых они решаются.

Задачи, решаемые с использованием радионавигационных систем, подразделяются на основные группы:

• навигационные задачи, связанные с определением местоположения (координат) и времени, направления (ориентирования в пространстве) и скорости перемещения подвижных объектов (включая отдельного человека, робота или группу лиц, роботов) на земле, на воде, в воздухе и околоземном космическом пространстве;
• задачи координатометрирования и, в частности, создания исходной геодезической основы;
• задачи синхронизации шкал времени (сличение шкал времени и эталонных частот) разнесенных в пространстве объектов;
• специальные задачи, в том числе задачи, определяемые Минобороны России, МВД России и ФСБ России.

Большие различия динамических характеристик транспортных средств требуют учета условий их движения при решении вопросов навигации, особенно воздушных объектов. Особое место занимают задачи навигации космических аппаратов.

В процессе решения навигационных задач меняются условия при движении объектов, а в соответствии с этим изменяются и требования к радионавигационным системам.

Навигация наземных транспортных средств не имеет принципиальных отличий на различных этапах движения, но имеется специфика навигационного обеспечения при перемещении по произвольным и установленным маршрутам, а также в местностях с ограниченной «видимостью» источников сигналов РНС (населенные пункты, лесные массивы и т.д.).

Решение задач координатометрирования и создания исходной геодезической основы требуется, в частности, в следующих областях:

• геодезия, картография, гидрография и океанография;
• геологоразведка и добыча полезных ископаемых, контроль состояния окружающей среды;
• геодезическая подготовка объектов транспортной инфраструктуры;
• капитальное строительство, контроль состояния сооружений, окружающей среды и землеустройство;
• фундаментальные и прикладные научные исследования земной поверхности, земной коры и др.

На рис. 1.1 представлена структура решаемых задач с использованием радионавигационных систем.

                            ┌───────────────────────────────────┐
                            │ ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ │
                            │      РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ    │
                            └─────────────────┬─────────────────┘
                ┌─────────────────────────────┴──────────────────┬────────────────┐
<pre class="legal-pre">        ┌───────┴──────────┐                             ┌───────┴────────┐┌──────┴─────────┐
        │    Навигация     │                             │ Геодезическая  ││  Специальные,  │
        │подвижных объектов│                             │   привязка и   ││  в том числе   │
        └───────┬──────────┘                             │ синхронизация  ││    военные     │
      ┌─────────┴──────┬─────────────────┬───────────┐   └┬───────────────┘└┬───────────────┘
┌─────┴──────┐ ┌───────┴────────┐ ┌──────┴───────┐┌──┴───┐│┌─────────────┐  │┌─────────────┐
│ Воздушная  │ │   Навигация    │ │Навигация на- ││Нави- │││  Геодезия,  │  ││Поисково-    │
│ навигация  │ │на море и на ВВП│ │земных средств││гация │├┤картография, │  ├┤спасательные │
└┬───────────┘ └┬───────────────┘ └┬─────────────┘│косми-│││гидрография, │  ││работы       │
 │┌─────────┐   │┌─────────────┐   │┌───────────┐ │ческих│││океанография │  │└─────────────┘
 ├┤Полет по │   ├┤ Плавание в  │   ││Движение по│ │аппа- ││└─────────────┘  │┌─────────────┐
 ││маршруту │   ││открытом море│   ├┤установлен-│ │ратов ││┌─────────────┐  ││Научно-иссле-│
 │└─────────┘   │└─────────────┘   ││ным маршру-│ └──────┘││Геологораз-  │  ││довательские │
 │┌─────────┐   │┌─────────────┐   ││там        │         ││ведка, добыча│  ││(эксперимен- │
 ││  Полет  │   ││ Плавание в  │   │└───────────┘         ││полезных     │  ││тальные) ра- │
 ├┤ в зоне  │   ├┤ прибрежных  │   │┌───────────┐         ├┤ископаемых,  │  ├┤боты, фунда- │
 ││аэродрома│   ││  районах и  │   ││Движение по│         ││контроль про-│  ││ментальные и │
 │└─────────┘   ││  узкостях   │   ├┤произволь- │         ││дуктопроводов│  ││прикладные   │
 │┌─────────┐   │└─────────────┘   ││ным маршру-│         │└─────────────┘  ││исследования │
 ││Неточный │   │┌─────────────┐   ││там        │         │┌─────────────┐  │└─────────────┘
 ││(некате- │   ││Маневрирова- │   │└───────────┘         ││Навигационная│  │┌─────────────┐
 ├┤гориро-  │   ├┤ние в портах,│   │┌───────────┐         ││подготовка   │  ││Исследования │
 ││ванный)  │   ││гаванях      │   ││ Движение  │         ││объектов     │  ││земной       │
 ││заход на │   │└─────────────┘   └┤  в черте  │         ││транспортной │  ││поверхности и│
 ││посадку  │   │┌─────────────┐    │  города   │         ├┤инфраструкту-│  ├┤тектоническо-│
 │└─────────┘   ││Дноуглуби-   │    └───────────┘         ││ры. Привязка │  ││го смещения  │
 │┌─────────┐   ├┤тельные      │                          ││маяков, буев,│  ││коры         │
 ││Точный   │   ││работы       │                          ││платформ,    │  │└─────────────┘
 ││(катего- │   │└─────────────┘                          ││опорных стан-│  │┌─────────────┐
 ││рирован- │   │┌─────────────┐                          ││ций РНС и ДСП│  ││ Обеспечение │
 └┤ный)     │   ││ Плавание по │                          │└─────────────┘  ├┤   сотовых   │
  │заход на │   ├┤ внутренним  │                          │┌─────────────┐  ││систем связи │
  │посадку  │   ││водным путям │                          ││Капитальное  │  │└─────────────┘
  └─────────┘   │└─────────────┘                          ││строительст- │  │┌─────────────┐
                │┌─────────────┐                          ││во, контроль │  ││ Наблюдение  │
                ││Маневрирова- │                          ├┤сооружений,  │  ├┤ обстановки  │
                └┤ние при ловле│                          ││окружающей   │  │└─────────────┘
                 │рыбы         │                          ││среды, земле-│  │┌─────────────┐
                 └─────────────┘                          ││устройство   │  ││   Военные   │
                                                          │└─────────────┘  ││ (Минобороны │
                                                          │┌─────────────┐  ││   России,   │
                                                          ││Синхронизация│  ││ МВД России, │
                                                          └┤шкал времени │  └┤ ФСБ России) │
                                                           └─────────────┘   └─────────────┘</pre>

2.2. Требования к радионавигационным системам

2.2.1. Общесистемные требования

Основными требованиями потребителей к радионавигационным системам являются:

• требования к размеру рабочей зоны РНС;
• требования к точности определения местоположения и синхронизации шкал времени объектов;
• требования к доступности РНС;
• требования к целостности РНС;
• требования к непрерывности обслуживания (функционированию) РНС;
• требования к дискретности определения местоположения;
• требования к пропускной способности РНС.

Требования к размерам рабочей зоны

Рабочая зона (зона действия) — область пространства Земного шара (замкнутая поверхность), в пределах которой навигационная система позволяет потребителю определять местоположение, скорость и время с заданными характеристиками.

Нарастающая интенсивность движения, расширение границ перемещения, увеличение скоростей, высот и протяженности маршрутов (трасс) современных транспортных средств предъявляют все более высокие требования к навигационному обеспечению. Это предопределило необходимость удовлетворения требований потребителей по созданию условий точного местоопределения в любой точке Земли и околоземного пространства, т.е. требования глобальной рабочей зоны.

Требования к точности местоопределения

Точность местоопределения — это степень соответствия местоположения потребителя, определенного в данный момент времени с помощью навигационной системы, истинному положению.

Точность местоположения характеризуется допустимой величиной отклонения измеренных (обсервованных) координат от истинных. Количественной мерой точности являются абсолютное значение разности между определенными и истинными значениями координат или среднеквадратическая погрешность — СКП.

Требования к точности местоопределения объектов зависят от характера задач, решаемых потребителями. Численные значения точности местоопределения изменяются в широких пределах от долей метра до нескольких километров.

Требования к точности определения времени (синхронизации)

Точность определения (синхронизации) времени характеризуется величиной отклонения скорректированной по данным РНС шкалы времени объекта от принятой в качестве эталонной. Требования к точности зависят от характера задач, решаемых потребителями. Численные значения точности (СКП) изменяются в широких пределах, от секунд до наносекунд.

Требования к доступности РНС

Доступность (эксплуатационная готовность) — это способность радионавигационной системы обеспечить проведение навигационных определений в заданный момент времени в определенной зоне действия.

Доступность радионавигационной системы характеризуется вероятностью получения потребителем в рабочей зоне достоверной навигационно-временной информации в определенный период времени и с требуемой точностью.

Требования к доступности изменяются в зависимости от используемых транспортных средств и задач, решаемых потребителями.

Исходя из обеспечения безопасности полетов самолетов и плавания морских и речных судов, наиболее высокие требования, при которых доступность должна равняться практически единице, предъявляются воздушными потребителями при заходе на посадку и посадке по категориям ИКАО, морскими и речными потребителями — при маневрировании в портах и движении по внутренним водным путям.

Требования к целостности РНС

Целостность РНС — это способность РНС выдавать потребителю своевременное и достоверное предупреждение в тех случаях, когда какие-либо сигналы нельзя использовать по целевому назначению в полном объеме. Характеризуется соответствующей вероятностью.

Требования к целостности РНС морских, речных и наземных потребителей более низкие, чем воздушных потребителей, из-за меньших скоростей движения и больших интервалов обновления информации.

Требования к непрерывности обслуживания (функционирования) РНС

Непрерывность обслуживания (функционирования) — это способность навигационной системы обеспечивать навигационное обслуживание потребителей в течение заданного временного интервала без отказов и перерывов. Характеризуется вероятностью.

Требования к дискретности определения местоположения

Дискретность определения местоположения характеризуется временным интервалом, через который возможно новое определение местоположения с использованием одного и того же типа РНС. Для ГНСС (как и для ряда других РНС) требования не предъявляются.

Требования к пропускной способности РНС

Пропускная способность характеризуется количеством пользователей радионавигационной системы, которые могут обслуживаться одновременно.

Учитывая важное значение своевременного получения навигационной информации для обеспечения безопасного плавания и полетов, пропускная способность РНС должна быть неограниченной, а непрерывность, т.е. надежность обслуживания, должна соответствовать заданной величине.

2.2.2. Требования авиационных потребителей

В воздушном транспорте определены следующие основные фазы (этапы) полета воздушных судов (ВС):

• взлет и выход в исходный пункт маршрута (трассы);
• полет по маршруту (маршрутный полет);
• полет в зоне аэродрома (терминальный полет);
• некатегорированный (неточный) заход на посадку;
• заход и посадка по категориям ИКАО.

Требования к навигационному обеспечению на каждом этапе различны.

Для маршрутного этапа полета воздушных судов установлены категории районов (зон):

• океаническая (безориентирная местность);
• внутренняя континентальная (местная) линия;
• зоны выполнения специальных задач.

Одним из важнейших и наиболее ответственных этапов полета является заход на посадку и посадка ВС. Требования воздушных потребителей к точности определения места при заходе на посадку и посадке по категориям ИКАО, сформулированные на основе опыта использования инструментальных систем посадки типа СП-75, приведены в табл. 2.1.

Для маршрутных полетов и операций в зоне аэродрома в гражданской авиации имеет место переход от требований на основе RNP (Required Navigation Performance) к требованиям, сформулированным с помощью концепции PBN (Performance Based Navigation) — навигации на основе характеристик. При этом PBN предполагает совместное использование зональной навигации (RNAV) и RNP. Таким образом, предъявляются требования к точности воздушной навигации не только на маршрутах, обозначенных навигационными радиомаяками, но и на маршрутах без РМ, формируемых в соответствии с принципами зональной навигации. В частности, используются следующие точностные характеристики, которые в пренебрежении ошибками пилотирования могут рассматриваться как удвоенные СКП определения места ВС:

RNAV 10 — предполагает отклонения ВС (95% времени полета) внутри коридора +/- 10 морских миль (м.м.) или +/- 18,5 км без наземного контроля (СКП = 9,25 км);

RNAV 5 — +/- 5 м.м. или +/- 9,25 км при радиолокационном контроле (СКП = 4,62 км);

RNAV 2 — +/- 2 м.м. или +/- 3,7 км при радиолокационном контроле (СКП = 1,85 км);

RNAV 1 — +/- 1 м.м. или +/- 1,85 км при радиолокационном контроле (СКП = 0,92 км);

Basic-RNP 1 — +/- 1 м.м. или +/- 1,85 км, где нет радиолокационного контроля и используется бортовая аппаратура ГНСС (СКП = 0,92 км).

Основные требования ИКАО к навигационному обеспечению посредством спутниковых навигационных систем и их функциональных дополнений в соответствии с «Поправкой к SARPs ИКАО по GNSS, том 1, приложение 10, начало применения 18.11.2010» к характеристикам, обеспечиваемым навигационными системами на различных этапах полета, приведены в табл. 2.2 и 2.3.

При этом под характеристиками систем понимаются:

• точность, как и выше, — способность системы с 95% вероятностью удерживать ВС в пределах суммарной погрешности системы в каждой точке установленной схемы полета;
• целостность — мера доверия, которая может быть отнесена к правильности информации, выдаваемой системой в целом; целостность включает способность системы обеспечить пользователя своевременными и обоснованными предупреждениями (срабатывания сигнализации);
• непрерывность обслуживания — способность всей системы функционировать без перерывов в ходе выполнения намеченной операции;
• готовность — способность всей системы выполнять свою функцию в момент начала намеченной операции;
• срабатывание сигнализации, индикация для любых систем ВС или предупреждение пилоту о том, что данный параметр навигационной системы находится вне допуска;
• порог срабатывания сигнализации, превышение допустимого отклонения для данного измеряемого параметра, вызывающее срабатывание сигнализации;
• задержка срабатывания сигнализации (время до предупреждения); максимально допустимое время, прошедшее от наступления выхода системы за допустимые пороги до срабатывания сигнализации.

Примечания.

1. Для осуществления планируемой операции на самой низкой высоте над порогом ВПП требуемое 95%-ное значение ошибки определения местоположения с помощью GNSS трактуется здесь как 2 СКП. Детальные требования определены в добавлении B SARPs, а инструктивный материал приведен в п. 3.2 дополнения D SARPs.

2. Определение требования к целостности включает порог срабатывания сигнализации, в зависимости от которого оно может быть оценено. Диапазон ограничений по вертикали для точного захода на посадку по I категории имеет отношение к диапазону пределов погрешности в вертикальной плоскости в зависимости от характеристик контрольного устройства системы. Значения порога срабатывания сигнализации приведены ниже в табл. 2.3.

3. Требования к точности и задержке срабатывания сигнализации предполагают номинальные эксплуатационные характеристики безотказного приемника.

4. В связи с тем, что требование непрерывности при полете по маршруту и в зоне аэродрома при выполнении этапов начального захода на посадку, неточного захода на посадку (NPA) и операций вылета зависит от нескольких факторов, включая предполагаемую операцию, плотность воздушного движения, сложность воздушного пространства и эксплуатационную готовность альтернативных средств навигации, то это требование представляется интервалами значений. Более низкое значение представляет минимальные требования для областей с низкой плотностью воздушного движения и простой структурой воздушного пространства. Более высокое значение соответствует областям с интенсивным движением и сложной структурой воздушного пространства (п. 3.4 в дополнении D).

5. Для требований эксплуатационной готовности дается диапазон значений, поскольку эти требования зависят от эксплуатационной потребности, которая основана на нескольких факторах, включая частоту выполнения операций, погодные условия, масштаб и продолжительность отказов, эксплуатационную готовность альтернативных средств навигации, зону действия радиолокатора, интенсивность воздушного движения и обратимость эксплуатационных процедур. Более низкие значения требований соответствуют минимальной эксплуатационной готовности, при которой система GNSS используется на практике, но не может адекватно заменить другие средства навигации (не GNSS). Более высокие приведенные значения для маршрутной навигации соответствуют использованию GNSS в качестве единственного средства навигации в некоторой области. Более высокие приведенные значения для операций захода на посадку и вылета отвечают требованиям к эксплуатационной готовности в аэропортах с большой интенсивностью воздушного движения в предположении, что операции посадки и взлета на нескольких взлетно-посадочных полосах взаимосвязаны, но используемые раздельные эксплуатационные процедуры гарантируют безопасность операции (п. 3.5 в дополнении D).

Для точного захода на посадку по категории I определен диапазон значений. Значение 4,0 м определяется техническими требованиями системы ILS и представляет консервативный вариант этих требований (п. 3.2.7 дополнения D). Обозначения APV-I и APV-II относятся к двум различным уровням захода на посадку и посадки с вертикальным управлением (APV) и не предполагают обязательного эксплуатационного использования. Требования к характеристикам GNSS для выполнения точного захода на посадку по категориям II и III находятся на рассмотрении и будут представлены позднее.

2.2.3. Требования морских потребителей

В морском транспорте определены следующие стадии плавания судов:

• океанское плавание;
• прибрежное плавание в районах с невысокой интенсивностью движения;
• плавание в портах, на подходах к ним и в прибрежной зоне с высокой интенсивностью движения.

Международные требования морских потребителей к точности определения места, доступности, целостности РНС в зависимости от районов плавания определены Международной морской организацией ИМО — Резолюции А.953(23) от 05.12.2003, MSC.112(73) 2000 г., MSC.113(73) 2000 г., MSC.115(73) 2000 г. Требования определены для судов, скорость которых не превышает 70 узлов.

Требования морских потребителей к РНС зависят от районов плавания и составляют в районе океанского плавания:

• погрешность определения координат, с вероятностью Р = 0,95 не более 100 м (СКП = 50 м);
• доступность не менее 99,8% за 30-суточный период;
• в районе прибрежного плавания при невысокой интенсивности движения судов:
• погрешность определения места, с вероятностью Р = 0,95 не более 10 м (СКП = 5 м);
• частота определения места должна быть не менее одного раза в 1 с. Значение дифференциальной поправки должно обновляться не реже одного раза в 30 с;
• доступность не менее 99,5% за двухлетний период;
• непрерывность функционирования системы не менее 99,85% в течение 3 часов;
• при плавании в портах, на подходах к ним и в прибрежной зоне с высокой интенсивностью движения судов:
• погрешность определения места, с вероятностью Р = 0,95 не более 10 м (СКП = 5 м);
• доступность не менее 99,8% за двухлетний период;
• непрерывность функционирования системы не менее 99,97% в течение 3 часов.

В соответствии с Резолюциями ИМО MSC.112, MSC.113, MSC.115, в районах океанского и прибрежного плавания, а также при плавании в портах и на подходах к ним темп обновления данных о координатах места должен быть не реже чем 1 раз в 1 с, а для высокоскоростных судов рекомендуемая дискретность составляет 0,5 с.

Показатель «целостности системы» (промежуток времени, в течение которого потребителям должно поступить предупреждение о том, что характеристики сигнала искажены и эти данные нельзя использовать для обеспечения навигационной безопасности плавания) не может быть более 10 с.

Анализ вышеизложенных требований морских потребителей указывает на возможность их удовлетворения в наибольшей степени с использованием перспективных глобальных навигационных спутниковых систем, базирующихся на таких системах, как ГЛОНАСС и GPS, функционально дополненных дифференциальными подсистемами. Исходя из этого, в ноябре 2001 г. 22-я Ассамблея ИМО утвердила требования к будущей системе ГНСС, которые изложены в Резолюции А.915(22) «Пересмотренные положения морской политики и требования к перспективным Всемирным спутниковым навигационным системам».

В приложениях к этой Резолюции указываются перспективные на период после 2010 г. требования к точности и показателям надежности получения навигационной информации.

В соответствии с этим документом требования к точности должны быть повышены до 10 м (Р = 0,95) по всему Мировому океану (СКП = 5 м), а на акватории порта — до 1 метра (СКП = 0,5 м). Для некоторых видов деятельности на море (выполнение гидрографических работ, прокладка подводных трубопроводов и т.п.) считается необходимым повышение точности до 1 м (СКП = 5 м) и даже до десятых его долей при автоматической постановке в док (СКП = 0,05 м). По мере ужесточения требований к точности увеличиваются и требования к показателям надежности получения информации:

• целостности (10 с);
• признаку выработки предупредительного сигнала о нарушении целостности системы (0,25 — 25 м);
• доступности (99,8% — 99,97%).

Находящиеся в эксплуатации спутниковые системы ГЛОНАСС и GPS в 1996 г. одобрены ИМО в качестве компонентов Всемирной радионавигационной системы.

В соответствии с Резолюциями ИМО А.953(23) и А.815(19) о признании и принятии радионавигационных систем для международного использования, система ГАЛИЛЕО также признана как составная часть Всемирной радионавигационной системы.

В новой редакции главы 5 Конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС), вступившей в силу с 1 июля 2002 г., заложено требование к обязательному оснащению морских судов, независимо от водоизмещения, приемной аппаратурой (ПА) глобальной навигационной спутниковой системы или наземной радионавигационной системы или другим автоматическим средством, пригодным для использования в любое время в течение предполагаемого рейса для определения текущих координат.

На такую ПА разработаны и одобрены ИМО требования Международной электротехнической комиссии (МЭК) — стандарты, а Морскими администрациями стран флага — национальные стандарты, в соответствии с которыми одобряется тип судовой аппаратуры ГНСС.

2.2.4. Требования речных потребителей

Для судов, использующих внутренние водные пути (реки, озера и т.п.), исходными при определении требований к радионавигационным системам являются: габариты судового хода, его глубина и соотношения главным размерениям судов (длина, ширина, осадка). Требования речных потребителей к доступности РНС зависят от районов плавания и составляют:

• по Единой глубоководной системе Европейской части России — не менее 99,8% за двухлетний период;
• по магистральным рекам Сибири — не менее 99,5% за двухлетний период.

Требования речных потребителей к целостности составляют для движения по внутренним водным путям не более 5 с.

Частота определения места должна быть не менее одного раза в 2 с. Значение дифференциальной поправки должно обновляться не реже чем через 30 с.

В табл. 2.4 приведены требования речных потребителей к точности определения места судна в зависимости районов плавания для крупногабаритных судов при оценке вероятности отсутствия навигационного происшествия более 0,997.

В табл. 2.5 приведены требования речных потребителей к точности определения места для различных решаемых задач.

2.2.5. Требования наземных потребителей

Автотранспорт

Требования пользователей к радионавигационным системам можно сформулировать следующим образом:

• перевозки в городских условиях требуют точности (СКП) 5 м, доступности спутников 0,98 — 0,99, в том числе в условиях высотной городской застройки. Специальные требования по непрерывности навигационного обслуживания в таких системах не предъявляются;
• междугородные перевозки и внедорожные транспортные операции, которые требуют точности определения координат (СКП) 10 м, доступности спутников 0,98 — 0,99;
• перевозки специальных и опасных грузов (в том числе в интересах МВД России и ФСБ России) требуют точности (СКП) определения координат 5 м, доступности спутников выше 0,99 и высокой непрерывности обслуживания. Требуется также обеспечение устойчивого контроля положения в условиях возможных помех;
• операции транспорта специальной техники дорожных служб требуют точности (СКП) 5 м в городах и 10 м на автодорогах;
• обеспечение строительно-планировочных и дорожных работ в городах и на автодорогах требуют геодезической точности (СКП) 0,02 — 0,05 м и должны реализовываться с использованием специальной навигационной аппаратуры, работающей как с сигналами ГНСС, так и с сигналами их функциональных дополнений; такого же уровня точности достаточно для местоопределения сельскохозяйственных машин.

Эти параметры указывают, что непосредственная спутниковая навигация в стандартном режиме использования ГНСС ГЛОНАСС/GPS/ГАЛИЛЕО является основным методом, используемым на автомобильном транспорте и в дорожном хозяйстве.

Навигационные данные необходимы для целей эффективного управления транспортными средствами и другими мобильными средствами как в относительно автономном режиме (перевозки грузов автотранспортом в режиме «свободного поиска грузов», использование личных транспортных средств и др.), так и в режиме внешнего управления (диспетчеризация перевозок на наземном транспорте, управление работой специальной техникой в дорожном хозяйстве и др.). В первом случае навигационные данные используются для принятия решений лицами, управляющими транспортными средствами либо непосредственно, либо с использованием автоматизированных систем управления самим транспортным средством.

Во втором случае навигационные данные используются для мониторинга ситуации и принятия решений о движении транспортных средств или иных действий (например, для обеспечения безопасности перевозок, предотвращения угона транспортных средств, хищений грузов) в рамках обособленных систем диспетчерского управления или так называемых охранных систем. Лица, управляющие транспортными средствами, обязаны при этом выполнять принятые и доведенные до них по каналам связи решения систем диспетчерского управления.

Автономная навигация на наземном транспорте используется в настоящее время, как правило, только в личных легковых автомобилях, а также, в ограниченных масштабах, лицами, занимающимися индивидуальной предпринимательской деятельностью или малым бизнесом на автотранспорте. Автономная навигация осуществляется с использованием специального пользовательского оборудования глобальных навигационных систем — так называемых навигаторов. Аналогичным образом осуществляется и персональная навигация пешеходов, туристов и т.д. В табл. 2.6 приведены типовые требования к точностным характеристикам навигационного обеспечения транспорта. В табл. 2.7 приведены основные перспективные операционно-технические требования для систем управления автотранспорта.

<*> С учетом локальной навигации.

Железнодорожный транспорт

На основании проведенных ОАО «НИИАС» исследований и разработок, приведенных в «Концепции и программе внедрения спутниковых технологий в основную деятельность ОАО „РЖД“, требования к характеристикам спутниковых радионавигационных систем по точности определения местоположения (позиционирования) объектов железнодорожного транспорта можно объединить в следующие три группы.»

Первая группа — это те системы и транспортные операции, в которых необходимо контролировать дислокацию подвижного состава, в том числе с опасными грузами, охраняемыми лицами (в интересах МВД России, ФСБ России и др.), местоположение подвижных средств диагностики и путевых машин с целью мониторинга выполнения плановых заданий, подхода к месту проведения работ и т.д. Для таких функциональных приложений достаточна точность позиционирования (СКП) 10 м, что, в принципе, достигается при непосредственных спутниковых определениях при условии работы с орбитальными группировками ГЛОНАСС/GPS в штатных конфигурациях по 24 спутника в каждой системе.

Вторая группа — это те системы и производственные операции, в которых спутниковая навигационная информация используется непосредственно в системах управления и обеспечения безопасности движения объектов железнодорожного транспорта. Для таких функциональных приложений требуется навигация с точностью определения положения объекта подвижного состава до конкретного рельсового пути, что соответствует точности позиционирования (СКП) 0,33 м.

Третья группа — это системы обеспечения контроля путевого хозяйства и путевого строительства, которые требуют «сантиметровой/миллиметровой» точности определения местоположения. Технически это возможно только в случае совместного использования сигналов систем ГЛОНАСС/GPS/ГАЛИЛЕО с данными систем дифференциальной коррекции (дифференциальными поправками) с использованием спутниковых широкозонных или наземных локальных (региональных) дифференциальных дополнений.

Сводные данные к требуемым точностям позиционирования по направлениям деятельности хозяйств и служб ОАО «РЖД», определяемые действующими нормативно-техническими документами, приведены ниже в табл. 2.8.

В части характеристик доступности данных спутниковых навигационных определений для систем железнодорожного транспорта требуемое значение соответствует 0,98 — 0,99 во всех условиях, включая железнодорожные операции на территории предприятий и в городах с высотной застройкой, операции в глубоких карьерах и на перегонах в глубоких выемках.

Для обеспечения устойчивости функционирования и повышения точности позиционирования на подвижных объектах железнодорожного транспорта необходимо внедрять мультисистемную ГЛОНАСС/GPS, а в перспективе — ГЛОНАСС/GPS/ГАЛИЛЕО навигационную аппаратуру с корректирующими поправками, получаемыми с помощью спутниковой широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ). Сантиметровый и более высокий уровень точности может быть достигнут с использованием локальных дифференциальных подсистем.

2.2.6. Требования в интересах геодезического обеспечения территории России

Требования к радионавигационным системам в интересах геодезического обеспечения задаются так, чтобы обеспечивались точности измеряемых параметров, необходимые при проведении геодезических и картографических работ. Координатная основа Российской Федерации представлена референцной системой координат, реализованной в виде государственной геодезической сети, закрепляющей систему координат на территории страны, государственной нивелирной сети, распространяющей на всю территорию страны систему нормальных высот (Балтийская система, исходным началом которой является нуль Кронштадтского футштока; ГОСТ Р 51794-2008).

Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2000 г. № 568 «Об установлении единых государственных систем координат» для использования при осуществлении геодезических и картографических работ, начиная с 1 июля 2002 года, принята единая государственная система геодезических координат 1995 года (СК-95). Единая система геодезических координат 1942 года (СК-42), введенная Постановлением Совета Министров СССР от 7 апреля 1946 г. № 760, заменяется СК-95.

За отсчетную поверхность в СК-95 принята поверхность референц-эллипсоида Красовского с параметрами: большая полуось — 6378245 м; сжатие — 1:298,3. Значения координат пункта государственной геодезической сети Пулково и ЦКЗ (центр круглого зала) в системах СК-95 и СК-42 совпадают.

Положение пунктов в принятой системе координат задается следующими координатами:

• пространственными прямоугольными координатами X, Y, Z (направление оси Z совпадает с осью вращения отсчетного эллипсоида, ось X лежит в плоскости начального меридиана и направлена в точку пересечения начального меридиана и экватора, а ось Y дополняет систему до правой; началом системы координат является центр отсчетного эллипсоида);
• геодезическими координатами: широтой — B, долготой — L, высотой — H;
• плоскими прямоугольными координатами x и y, вычисляемыми в проекции Гаусса-Крюгера.

Геодезическая высота H образуется как сумма нормальной высоты и высоты квазигеоида над отсчетным эллипсоидом, а высота квазигеоида вычисляется над эллипсоидом Красовского.

Система координат 1995 года строго согласована с государственными геоцентрическими системами координат из документов «Параметры Земли 1990 года» и ПЗ-90.02.

Точность СК-95 характеризуется следующими среднеквадратическими погрешностями (СКП) взаимного положения пунктов по каждой из плановых координат:

• 2 — 4 см — для смежных пунктов АГС; 0,3 — 0,8 м — при расстояниях от 1 до 9 тысяч км.

Точность определения нормальных высот, в зависимости от метода их определения, характеризуется следующими среднеквадратическими погрешностями:

• 6 — 10 см — в среднем по стране из уравнивания нивелирных сетей I и II классов;
• 0,2 — 0,3 м — из астрономо-геодезических определений при создании АГС.

Точность определения превышений высот квазигеоида астрономо-гравиметрическим методом характеризуется следующими среднеквадратическими погрешностями:

• 6 — 9 см — при расстояниях 10 — 20 км;
• 0,3 — 0,5 м — при расстоянии 1000 км.

Система координат СК-95 отличается от системы координат СК-42:

• повышением точности передачи координат на расстояния свыше 1000 км в 10 — 15 раз и точности взаимного положения смежных пунктов в государственной геодезической сети в среднем в 2 — 3 раза;
• одинаковой точностью распространения системы координат для всей территории Российской Федерации и стран, входивших в состав СССР;
• отсутствием региональных деформаций государственной геодезической сети, достигающих в системе координат 1942 года нескольких метров;
• возможностью создания высокоэффективной системы геодезического обеспечения на основе использования глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS.

Федеральный закон от 26 декабря 1995 г. № 209-ФЗ «О геодезии и картографии» с изменениями, п. 2 ст. 6, устанавливающий задание, поддержание и воспроизведение системы координат на уровне требований, обеспечивающих решение фундаментальных перспективных задач в области геодезии, геофизики, геодинамики и космонавтики, обусловливает необходимость создания геодезической сети на качественно новом, более высоком, уровне точности. Построение такой сети — составная часть новой высокоэффективной государственной системы геодезического обеспечения территорий Российской Федерации, основанной на применении методов космической геодезии и использовании глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS.

Государственная геодезическая сеть, создаваемая в настоящее время, структурно формируется по принципу перехода от общего к частному и включает в себя геодезические построения различных классов точности:

• фундаментальную астрономо-геодезическую сеть (ФАГС),
• высокоточную геодезическую сеть (ВГС),
• спутниковую геодезическую сеть 1 класса (СГС-1).

В указанную систему построений вписываются также существующие сети триангуляции и полигонометрии 1 — 4 классов.

На основе новых высокоточных пунктов спутниковой сети создаются постоянно действующие дифференциальные станции с целью обеспечения возможностей определения координат потребителями в режиме, близком к реальному времени.

По мере развития сетей ФАГС, ВГС и СГС-1 выполняется уравнивание ГГС и уточняются параметры взаимного ориентирования геоцентрической системы координат и системы геодезических координат СК-95.

В табл. 2.9 дан перечень важнейших решаемых задач и точностные характеристики, полученные в настоящее время в России, а также современные требования к геодезическому обеспечению, в значительной мере уже реализованные с использованием спутниковых методов.

Для решения прикладных задач геодезии измерения выполняются относительно пунктов опорной геодезической сети с использованием способов относительных определений. Выход на сантиметровый уровень точности астрономо-геодезических сетей, а в дальнейшем на миллиметровый уровень, является одной из основных целей обеспечения решения задач геодинамики. Это особенно важно для обширных сейсмоактивных районов в интересах решения задач прогнозирования землетрясений.

Требуемый уровень точности определения координат межевых знаков относительно пунктов Государственных геодезических сетей вытекает из требований к геодезическому обоснованию кадастровых съемок крупного масштаба и закреплению границ землепользования.

Фундаментальные задачи решаются средствами и методами спутниковой и традиционной наземной геодезии и гравиметрии.

Прикладные задачи геодезии решаются методами и средствами наземной геодезии, гравиметрии и фотограмметрии.

Требования различных потребителей к исходным астрономо-геодезическим и гравиметрическим данным (АГГД) значительно отличаются по точности и оперативности. В табл. 2.10 приведены требования потребителей к точности исходных АГГД данных при решении специальных задач.

Для решения фундаментальных и прикладных задач геодезии ведутся исследования по разработке новых методов и средств и, в первую очередь, по использованию космических радионавигационных систем, космических геодезических комплексов и радиоинтерферометрического комплекса "Квазар-КВО".

Геодезические работы имеют своей целью:

повысить точность земной системы координат, создать новую высокоэффективную государственную систему геодезического обеспечения территории Российской Федерации, основанную на применении спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС и средств функциональных дополнений к ней, других средств наземного и космического базирования, а также передовых технологий, позволяющих повысить точность, оперативность и экономическую эффективность решения задач геодезического обеспечения в интересах экономики, науки, обороны страны и ее населения, создать высокоточную геодезическую сеть, карты местности, земельный кадастр России, а также изучить деформации земной коры, предваряющих и сопровождающих землетрясения, оползни, цунами и другие опасные природные явления, и создать систему постоянных наблюдений за динамикой уровня моря на уровенных постах и прогноза его состояния.

2.2.7. Требования космических потребителей

Для перспективных КА различного целевого назначения предусматривается значительное повышение эффективности решения целевых задач с одновременным повышением автономности их функционирования. Это вызывает резкое возрастание требований к навигационному обеспечению (НО) КА, которые не могут быть обеспечены традиционными наземными средствами НО и требуют использования бортовых средств НО.

При этом навигационные приемники ГНС ГЛОНАСС становятся неотъемлемой частью бортового комплекса управления (БКУ) КА, информация от которых используется как для уточнения орбитальных параметров движения центра масс (ПДЦМ) КА, но и для планирования целевых задач в БКУ.

Основные требования к точности определения ПДЦМ и ориентации перспективных КА бортовыми средствами НО представлены в табл. 2.11, 2.12.

Требуемая точность (СКП) навигационного обеспечения других КА, ракет-носителей, разгонных блоков, орбитальных станций составляет 20 - 30 м. Для выполнения ряда ответственных динамических операций КА (сближение КА, спуск и посадка КА на Землю и т.п.), а также решения ряда высокоточных задач навигации, геодезии, геодинамики, картографии и др. с использованием КА специального назначения (навигационные, геодезические, дистанционного зондирования Земли и др.) требуемая точность определения местоположения этих КА должна быть не хуже 1 м (СКП).

Из таблицы 2.14 следует, что наибольшие требования по точности НО предъявляются к бортовым средствам КА навигационного и геодезического обеспечения, а по точности ориентации - к бортовым средствам КА связи и навигации. Для перспективных космических средств целесообразно предъявить требования по точности (СКП) на уровне ~ 0,01 м/с и 0,6 угл. мин., соответственно для скорости и углов ориентации.

2.2.8. Требования потребителей МВД России

Радионавигационное обеспечение потребителей МВД России требуется при решении следующих задач:

управление мобильными силами и средствами милиции (патрульные машины ППС, ДПС и групп задержания ОВО, группы немедленного реагирования, машины следственно-оперативных групп, машины дежурных частей и участковых уполномоченных, пешие и конные наряды милиции, служебно-розыскные собаки);

контроль служебного транспорта, осуществляющего перевозку пассажиров, охраняемых лиц, специальных грузов (в том числе автомобильный, железнодорожный, речной, воздушный транспорт);

перевозка спецконтингента (подозреваемых, обвиняемых) с помощью автозаков и вагонзаков;

слежение за поднадзорными лицами с помощью малогабаритных браслетов (в том числе во взаимодействии с ФСИН);

создание "автокоридоров безопасности" (при перевозке пассажиров, детей, транспортировке особо опасных, ценных грузов, строительных материалов, сопровождении автоколонн);

раскрытие преступлений криминальной милицией (использование автомобилей-"ловушек", скрытое наблюдение за перевозками оружия, наркотических средств и т.д.);

оснащение спецподразделений (ОМОН, ОМСН и ВВ) для решения служебных задач по охране общественного порядка, проведению спецопераций (в том числе в условиях "закрытых" помещений при ограниченной видимости), а также при взаимодействии с пограничной службой ФСБ России, Вооруженными Силами Российской Федерации;

определение местоположения следственно-оперативных групп и кинологов со служебно-розыскными собаками посредством малогабаритных планшетов, "наладонников", ошейников для собак и т.д.;

поиск угнанных или похищенных ТС, оснащенных навигационной аппаратурой спутниковых противоугонных систем;

повышение точности и достоверности определения местоположения подвижных объектов в локальных зонах спецопераций с помощью средств функциональных дополнений (возимых или переносных);

организация оперативного управления (контроля) транспортными средствами ВВ (автомобильной техники, бронетанковой техники, авиационной техники, плавсредств);

управление беспилотными летательными аппаратами, аэростатами и воздушными зондами для решения специальных задач;

совершенствование способов ведения ВВ боевых действий за счет применения средств КВНО в составе вооружения и военной техники;

оснащение транспортных, технических средств и систем, подлежащих использованию при объявлении мобилизационной готовности и предназначенных для работы в особый период;

дистанционное определение координат удаленных объектов и выдача навигационных целеуказаний;

синхронизация шкал времени в системах связи, локальных вычислительных сетях и пунктах управления ОВД и ВВ МВД России;

проведение испытаний и сертификации специальной НАП, систем, средств навигации, метрологического обеспечения;

создание специальной картографической и геодезической основы, привязка объектов на местности, топографическая разведка;

дистанционное зондирование Земли с целью выявления незаконной порубки леса, посевов опиумного мака и других наркосодержащих растений, умышленных поджогов и т.п. во взаимодействии с МЧС России и другими заинтересованными ведомствами;

обеспечение безопасности при охране важных государственных объектов (критически важных и потенциально опасных объектов), в том числе контроль за смещением элементов стационарных сооружений и конструкций;

спасение терпящих бедствие с помощью КОСПАС/SARSAT во взаимодействии с МЧС России.

При этом формулируются следующие требования:

• Диспетчерские задачи. Требование к точности местоопределения транспортных средств и мобильных сил должно быть не хуже 15 метров (СКП); указанная точность должна обеспечиваться при создании "автокоридоров безопасности", при осуществлении магистральных перевозок пассажиров и транспортировке грузов, междугородних перевозках спецконтингента, при мониторинге больших группировок служебного транспорта по территории страны.
• Профилактика и раскрытие преступлений. Решение задач в городских условиях (патрулирование улиц, преследование и задержание преступников, поиск угнанных автомобилей, скрытое наблюдение за одиночными подвижными объектами и т.д.), точность местоопределения должна составлять 5 - 7,5 метров (СКП).

К задачам специального назначения можно отнести:

• проведение антитеррористических операций, освобождение заложников, ведение боевых действий, мониторинг отдельных бойцов и военнослужащих, мониторинг спецпоездов и железнодорожных составов. Точность местоопределения должна составлять 1,5 - 2,5 метров (СКП);
• работа спецподразделений ОВД и ВВ в особых условиях (закрытых, задымленных помещениях, подземных помещениях (подвалы, тоннели), гористой местности, сложной помеховой обстановки и др.), мониторинге беспилотных летательных аппаратов в зоне проведения спецопераций. Точность местоопределения должна составлять 0,5 - 1,5 метров (СКП).

2.2.9. Требования единых служб спасения

В настоящее время в интересах обнаружения терпящих бедствие объектов эксплуатируется международная космическая система КОСПАС-САРСАТ. Двадцатилетний опыт ее эксплуатации доказал ее высокую эффективность по сравнению со всеми другими средствами спасения.

В то же время недостатки, присущие низкоорбитальным системам (низкая точность обнаружения объектов, недостаточная оперативность передачи информации), не позволяют обеспечить современные потребности пользователей.

Требования к перспективным космическим системам обнаружения терпящих бедствие объектов находятся в стадии формирования. Они должны учитывать разнообразие возможных объектов: от крупных морских судов и самолетов до маломерных судов, а также людей, попавших в экстремальные и чрезвычайные ситуации (туристов, спортсменов и т.д.). Однако уже сейчас ясно, что они должны будут обеспечивать следующие показатели:

зона обслуживания - глобальная;

оперативность обнаружения объекта - единицы минут;

вероятность обнаружения объекта - не хуже 0,95 - 0,99;

оперативность доставки информации в центры приема - единицы минут;

точность определения координат места аварии (СКП) - 33 м;

число одновременно обнаруживаемых аварийных объектов - до 150 - 250.

При этом выдвигаются требования обеспечения таких показателей при проведении спасательных операций не только на открытой, но и на пересеченной местности.

2.2.10. Требования частотно-временного обеспечения

Существующая практика показывает насущную потребность в получении информации о точном времени, а также высокостабильных частотных эталонов. Это, в частности, относится к синхронизации быстродействующих синхронных линий передачи данных, основанных на принципах синхронной цифровой иерархии (СЦИ) и использующих тактовую сетевую синхронизацию (ТСС).

Актуальной является и синхронизация базовых станций (БС) ССС технологии CDMA, которая обеспечивает поддержку режима "мягкой эстафетной передачи" и связи абонента одновременно с 2 - 3 БС и подавление взаимных помех между перекрывающимися сотами при обслуживании абонентов (в том числе фиксированных), позволяет автоматически перераспределять нагрузку между соседними сотами, поддерживать нужные соотношения между сигналами в системе, критичными к временным сдвигам, позволяет отличать друг от друга базовые станции, сокращает время поиска пилотной псевдослучайной последовательности (ПСП) абонентской станцией и т.д.

В интересах систем сотовой связи (ССС) требуется точная частотная -7

настройка  с  относительными  погрешностями:  0,5 x 10   для ССС технологий
TDMA,   GSM,  CDMA,  CDMA2000,  для  ССС  следующих  поколений  UMTS,  LTE,

Mobile-WIMAX.

Требования к точности временной синхронизации чаще всего определяют сами производители БС CDMA. При этом типовым является требование обеспечения погрешностей на уровне 7 мкс за 24 ч, что обусловливает использование высокостабильного рубидиевого или специального кварцевого стандарта частоты. Необходимость иметь точное временное обеспечение с помощью СРНС для ССС технологии CDMA, по-видимому, сохранится и для мобильных систем 3-го поколения. Требования к точности временной синхронизации объектов перспективных мобильных систем связи 0,4 — 3 мкс. Требование к точности получения системного времени составляет 1 мкс.

Учитывая также предполагаемое использование базовых станций всех сотовых систем для определения места потребителя с точностью (СКП) в диапазоне 50 — 500 м, получим требование их привязки к шкале точного времени (СРНС ГЛОНАСС и РНС «Чайка») и синхронизации на уровне 50 — 100 нс.

Существует также целесообразность обеспечения точной синхронизации и устройств, работающих в стандарте DECT.

Временная информация может использоваться и энергетическими компаниями для измерения разности фаз на электростанциях, регистрации событий, последующего анализа ситуаций, для измерения фазы и частоты тока электростанций и т.д.

Еще одним применением времени РНС является синхронизация часов при проведении астрономических наблюдений типа наблюдений на интерферометрах со сверхдлинной базой, использующей пульсары. Соответствующие требования здесь пока находятся в стадии формирования.

В табл. 2.13 приведены обобщенные требования к синхронизации шкал времени объектов и к нестабильности частоты генераторов их часов, а также к условиям их удовлетворения.

2.2.11. Обобщенные требования основных групп потребителей

Обобщенные требования к радионавигационным системам определены на основании требований воздушных, морских, речных, наземных и космических потребителей с учетом международных требований по обеспечению наиболее массовых потребителей радионавигационной информации — воздушных и морских.

Международные требования к навигационному обеспечению самолето- и кораблевождения определены в документах международных организаций ИКАО и ИМО.

Основные обобщенные требования к радионавигационному обеспечению при местоопределении приведены в таблице 2.14.

Обобщенные требования к синхронизации шкал времени объектов и к нестабильности частоты генераторов их часов приведены в табл. 2.13 подраздела 2.2.10.

3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУЩЕСТВУЮЩИХ И РАЗРАБАТЫВАЕМЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Существующие и разрабатываемые радионавигационные системы по расположению (базированию) средств, формированию радионавигационных полей делятся:

• на космические (спутниковые);
• на наземные (стационарные и мобильные).

Классификация существующих радионавигационных систем приведена на рис. 3.1.

            ┌──────────────────────────────┐
            │  РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ  │
            └───────────────┬──────────────┘
        ┌───────────────────┴──────────────────┐
<pre class="legal-pre"> ┌──────┴──────┐                      ┌────────┴────────┐
 │ КОСМИЧЕСКИЕ │                      │    НАЗЕМНЫЕ     │
 └──────┬──────┘                      └────────┬────────┘
        │               ┌──────────────────────┼───────────────────┐
 ┌──────┴──────┐  ┌─────┴───────────┐ ┌────────┴────────┐┌─────────┴──────┐
┌┤ Глобальные  │  │Дальней навигации│ │Ближней навигации││Системы посадки │
││навигационные│  │                 │ │                 ││                │
│└─────────────┘  └┬────────────────┘ └┬────────────────┘└┬───────────────┘
│┌─────────────┐   │┌────────────────┐ │┌───────────────┐ │┌──────────────┐
├┤   ГЛОНАСС   │   ├┤Маршрут (Альфа) │ ├┤  РСБН-4Н, 8Н  │ ├┤СП-75, 80, 90,│
│└─────────────┘   │└────────────────┘ │└───────────────┘ ││     200      │
│┌─────────────┐   │┌────────────────┐ │┌───────────────┐ │└──────────────┘
├┤  Цикада-М   │   ├┤Тропик-2 (Чайка)│ ├┤   ПРС-АРК,    │ │┌──────────────┐
│└─────────────┘   │└────────────────┘ ││ морские маяки │ ├┤ ПРМГ-5, 76У  │
│┌─────────────┐   │┌────────────────┐ │└───────────────┘ │└──────────────┘
└┤Функциональ- │   ├┤   Тропик-2П    │ │┌───────────────┐ │┌──────────────┐
 │ные дополне- │   │└────────────────┘ ├┤    БРАС-3     │ ├┤     МЛС      │
 │ния          │   │┌────────────────┐ │└───────────────┘ ││"Плацдарм-1Н" │
 └─────────────┘   └┤    Марс-75     │ │┌───────────────┐ │└──────────────┘
                    └────────────────┘ ├┤ РС 10, Спрут  │ │┌──────────────┐</pre>
                                       │└───────────────┘ └┤ СП типа GBAS │
                                       │┌───────────────┐  └──────────────┘
                                       ├┤РМА-90, РМД-90,│
<pre class="legal-pre">                                       ││   DVOR-2000,  │
                                       ││    DME-2000   │</pre>
                                       │└───────────────┘
                                       │┌───────────────┐
                                       ├┤   Крабик-Б    │
                                       │└───────────────┘
                                       │┌───────────────┐
                                       └┤ ГРАС (ГРАС-2) │
                                        └───────────────┘

Радиочастотное обеспечение радиоэлектронных средств (РЭС) радионавигационных систем осуществляется в соответствии с международным Регламентом радиосвязи Международного союза электросвязи.

В Российской Федерации регулирование использования радиочастотного спектра осуществляется в соответствии с главой 5 Федерального закона от 7 июля 2003 г. № 126-ФЗ «О связи», при этом, регулирование использования радиочастотного спектра осуществляется межведомственным коллегиальным органом по радиочастотам при федеральном органе исполнительной власти в области связи (Государственная комиссия по радиочастотам), обладающим всей полнотой полномочий в области регулирования радиочастотного спектра.

Распределение радиочастотного спектра осуществляется в соответствии с Таблицей распределения полос частот между радиослужбами Российской Федерации и Планом перспективного использования радиочастотного спектра радиоэлектронными средствами, которые разрабатываются Государственной комиссией по радиочастотам и утверждаются Правительством Российской Федерации.

Распределение частотного спектра для РНС приведено в Приложении № 2 к настоящему плану.

3.1. Космические навигационные системы

Созданы и используются потребителями отечественные космические глобальные навигационные системы:

• глобальная навигационная спутниковая система расширенного состава ГЛОНАСС;
• глобальная навигационная спутниковая система «Цикада-М».

Основные характеристики ГНС ГЛОНАСС (с КА «Глонасс-М» и разрабатываемым КА «Глонасс-К») и «Цикада-М» приведены в таблице 3.1.

<*> Под точностью понимается среднеквадратическая погрешность определения пространственных координат потребителя в государственной системе координат и времени в системной шкале ГЛОНАСС за счет «космического сегмента» по сигналам с открытым доступом (без учета ошибок в среде распространения и ошибок приемной аппаратуры) в реальном времени в абсолютном режиме без использования информации от функциональных дополнений.

Глобальная навигационная система ГЛОНАСС

Среднеорбитальная спутниковая глобальная навигационная система ГЛОНАСС предназначена для решения задач координатно-временного и навигационного обеспечения в абсолютном режиме для неограниченного количества стационарных и мобильных потребителей непрерывно на всей поверхности Земли и до высот 2000 км, и дискретно — до высот 40000 км.

Состав системы — не менее 24 КА, находящихся в трех орбитальных плоскостях с углом наклонения 64,8°, на высоте 19140 км. На 03.09.2010 в составе орбитальной группировки системы ГЛОНАСС находилось 26 КА «Глонасс-М». В оперативном использовании находился 21 КА «Глонасс-М». В орбитальном резерве находилось 2 КА.

Способ разделения сигналов, излучаемых различными спутниками системы ГЛОНАСС, — частотный. Сигналы спутников идентифицируются по значению номинала их несущей частоты, лежащей в отведенной полосе частот. Предусмотрены две частотные полосы в диапазонах L1 (1,6 ГГц) и L2 (1,25 ГГц). Каждый КА излучает радиосигналы стандартной точности в обоих диапазонах для реализации двухчастотного способа исключения ионосферной погрешности измерения навигационных параметров. Наряду с этим в диапазонах L1 и L2 передаются радиосигналы высокой точности (ВТ), модулированные специальным кодом и не предназначенные для международного использования.

В таблице 3.2 приведены тактико-технические требования к ГНС ГЛОНАСС <*> (для ОГ из 24 КА «Глонасс-М»).

<*> Данные приведены на основе Тактико-технических требований к глобальной навигационной системе ГЛОНАСС, часть 1, общие требования.

Указанные в табл. 3.2 точностные характеристики в виде СКП представляются как 3,5 м; 0,01 м/с и 330 нс соответственно для положения, скорости и времени.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 20 августа 2001 г. № 587 утверждена Федеральная целевая программа (ФЦП) «Глобальная навигационная система», направленная на развитие ГЛОНАСС. ФЦП «Глобальная навигационная система» с изменениями и дополнениями, утвержденными Постановлениями Правительства Российской Федерации № 423 от 14 июля 2006 г. и № 680 от 12 сентября 2008 г., включает 5 подпрограмм:

1. Обеспечение функционирования и развития системы ГЛОНАСС.

2. Разработка, подготовка производства, изготовление навигационного оборудования и аппаратуры для гражданских потребителей.

3. Внедрение и использование спутниковых навигационных систем на транспорте.

4. Использование спутниковых навигационных систем для геодезического обеспечения территории России.

5. Обеспечение применения спутниковых навигационных систем в интересах специальных потребителей.

В соответствии с ФЦП «Глобальная навигационная система» и тактико-техническими требованиями на ГНС точностные характеристики таблицы 3.2 должны улучшаться.

Повышение точности и надежности навигационного обеспечения с помощью навигационных космических средств связано также с ведущимися работами по созданию функциональных дополнений, в частности, российской Системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ) — широкозонной дифференциальной подсистемы с достижимой точностью на уровне первых единиц метров и использованием стандартов SBAS ИКАО.

Глобальная навигационная система «Цикада-М»

Назначение — обеспечение навигации гражданских потребителей, определение местоположения судов и самолетов, потерпевших аварию, слежение за движением транспортных средств.

Решаемые задачи:

• определение координат места неограниченного числа гражданских потребителей;
• определение местоположения транспортных средств и контроль грузов.

Состав системы — 4 космических аппарата, находящихся на круговых орбитах на высоте 1000 км с углом наклонения 83°.

Система «Цикада-М» обеспечивает определение координат места со среднеквадратической погрешностью 80 м. В зависимости от географического положения объекта дискретность обсервации составляет 55 — 220 минут.

На 01.08.2010 в составе орбитальной группировки системы «Цикада-М» находится 5 КА: в оперативном использовании — 4 КА «Цикада-М» и один КА в орбитальном резерве.

Международная космическая система КОСПАС-САРСАТ

К космическим навигационным системам примыкает международная космическая система КОСПАС-САРСАТ (российская часть — «Надежда»), предназначенная для определения координат терпящих бедствие судов и самолетов. Для повышения оперативности приема сигнала от аварийных радиобуев (АРБ) в настоящее время используются геостационарные КА. В последующем на КА ГНС (ГЛОНАСС, GPS и ГАЛИЛЕО) предполагается установить ретрансляторы КОСПАС-САРСАТ для обеспечения глобальности, точности и оперативности приема сигналов АРБ, а также оборудовать АРБ приемной аппаратурой ГНС.

Состав системы: 2 — 4 КА в 2 — 4-х плоскостях на околокруговой орбите высотой 1000 км и наклонением 83 градуса, геостационарный и, в перспективе, среднеорбитальный сегменты.

Зона действия: глобальная при работе с АРБ на радиочастоте 406,1 МГц и с платформами сбора данных в диапазоне радиочастот 402 МГц; в общей зоне видимости станции приема и обработки информации.

Точность определения координат места аварии без ГНС: 2 — 3 км при работе на радиочастоте 406,1 МГц, местоположения подвижного объекта — не хуже 10 км при скорости движения до 60 км/час в диапазоне радиочастот 402 МГц. Время задержки в системе не превышает 1,5 часа в средних широтах при работе через низкоорбитальные ИСЗ и 10 минут — через геостационарный ИСЗ. Вероятность определения координат АРБ за один проход ИСЗ с параметрами, обеспечивающими прием не менее чем в 4-х каналах, должна быть не хуже 0,95.

Производительность системы при работе с АРБ-406 составляет 150 АРБ-406 одновременно работающих в зоне видимости ИСЗ.

3.2. Наземные системы

Наземные радионавигационные системы по дальности действия делятся:

• на радиотехнические системы дальней навигации;
• на радиотехнические системы ближней навигации;
• на системы посадки.

3.2.1. Радиотехнические системы дальней навигации

Находятся в эксплуатации и используются различными группами потребителей радиотехнические системы дальней навигации: «Маршрут» («Альфа»); «Тропик-2» («Чайка»); «Тропик-2П»; «Марс-75» (таблица 3.3).

Системы «Маршрут» («Альфа») и «Тропик-2» («Чайка») — стационарные, «Тропик-2П» и «Марс-75» — мобильные.

<*> В зависимости от удаления потребителя от ведущей станции и коэффициента геометрии, по данным облета и оплавывания систем за 2004 — 2006 гг.

<**> В зависимости от режима работы системы.

Система «Маршрут» («Альфа»)

Разностно-дальномерная, фазовая радиотехническая система сверхдальнего действия на сверхдлинных волнах (СДВ) «Альфа» (Маршрут) предназначена для обеспечения континентальных и океанических полетов самолетов, плавания морских надводных и подводных судов в открытых водах на удалениях до 10000 км от опорных передающих станций в зоне действия, охватывающей до 25% поверхности Земли.

В состав системы входят три станции, расположенные в районах нп Новосибирск (ведущая), Краснодар и Комсомольск-на-Амуре (ведомые). Для работы по системе используется следующая навигационная аппаратура потребителей: воздушных — А-722, А-723; морских — КПФ-6, КПФ-7, РЩ; наземных — нет.

В настоящее время создана и прошла войсковые испытания дальномерно-гиперболическая фазовая радиотехническая система сверхдальнего действия на СДВ «Альфа-М» (Маршрут-Д). Система предназначена для навигационного обеспечения самолетов, надводных кораблей и подводных лодок, в том числе под водой и подо льдом, в любое время года и суток, в любых метеорологических условиях (за исключением грозовых активностей в районе подвижного объекта), на удалениях до 13000 км от опорных передающих станций в зоне действия, охватывающей до 60% поверхности Земли.

В состав системы входит три станции системы «Альфа» (Маршрут) и дополнительно построенная станция в районе нп Ревда (ведомая). В настоящее время для работы по системе серийно выпускаемая навигационная аппаратура потребителей отсутствует. Аналогом системы «Альфа» (Маршрут) является законсервированная система «Омега» (США).

Система «Тропик-2» («Чайка»)

Разностно-дальномерная, импульсно-фазовая радиотехническая система дальней навигации «Тропик-2» («Чайка») предназначена для местоопределения подвижных объектов всех групп потребителей в регионах их интенсивного движения с точностью, достаточной для решения транспортных задач, включая полет самолетов по маршруту, плавание судов в прибрежных водах и управление движением наземного транспорта.

В эксплуатации находятся три цепи системы:

• Европейская, в составе пяти станций, расположенных в районах городов Карачев (ведущая), Петрозаводск, Сызрань (Российская Федерация), Слоним (Республика Беларусь), Симферополь (Украина);
• Восточная, в составе четырех станций, расположенных в районах городов Александровск-Сахалинский (ведущая), Петропавловск-Камчатский, Уссурийск и Охотск;
• Северная, в составе пяти станций, расположенных в районах г. Дудинка (ведущая), п. Таймылыр, о. Панкратьева, г. Инта (ведущая-ведомая) и п. Туманный.

Система обеспечивает определение плановых координат с точностью (СКП) 60 — 1500 м; общая площадь рабочих зон всех цепей около 20 млн. кв. км.

Для работы по системе используется аппаратура потребителей:

• воздушных — А-711, А-720, А-723;
• морских — КПИ-5ф, КПИ-6ф, КПИ-7ф, КПИ-8ф, КПИ-9Ф, РЩ;
• наземных — «Нева».

Европейская цепь принята в эксплуатацию в 1972 году; Восточная — в 1986 году; Северная — в 1996 году. В настоящее время завершаются работы по модернизации и доработке аппаратуры указанных систем. Проведены работы по созданию Российско-Американской цепи (РАЦ) «Чайка-Лоран-С» в составе двух российских станций в районах нп Петропавловск-Камчатский и Александровск-Сахалинский и одной американской станции «Лоран-С» на о. Атту (США). Указанные системы работают в соответствии с установленным расписанием, составляемым ежегодно.

Аналогом системы «Тропик-2» («Чайка») является РНС «Лоран-С».

Система «Тропик-2П»

Разностно-дальномерная, импульсно-фазовая радиотехническая система дальней навигации «Тропик-2П» предназначена для обеспечения решения задач в отдельных локальных районах.

В состав цепи системы входят 3 — 4 станции; площадь рабочей зоны около 1 млн. кв. км; точность местоопределения (СКП) — 35 — 1230 м.

Система «Тропик-2П» сопрягается со стационарной РНС «Тропик-2» («Чайка») и может использоваться для расширения ее радионавигационных полей. Предполагается ее замена разрабатываемой в настоящее время системой «Скорпион».

Для работы по системе применяется самолетная приемоиндикаторная аппаратура А-711, А-720, А-723. Система может использоваться морскими и наземными потребителями. Гражданскими потребителями система не используется.

Аналогом РНС «Тропик-2П» является система «Лоран-Д» (США).

Система «Марс-75»

Разностно-дальномерная, многочастотная, фазовая радионавигационная система «Марс-75» разработана по заказу Минобороны России и предназначена для обеспечения судовождения, выполнения гидрографических и специальных работ, а также полетов самолетов со скоростью, не превышающей 1000 км/час. Площадь рабочей зоны одной цепи 0,8 — 1,0 млн. кв. км, дальность действия до 1000 км.

Для работы по системе используется аппаратура потребителей:

• морских — КПФ-5, РЩ;
• воздушных — А-723.

Система эксплуатируется с 1976 года; серийный выпуск аппаратуры наземных станций прекращен. Эксплуатация действующих цепей РНС «Марс-75» планируется до выработки технического ресурса. Предполагается замена разрабатываемой в настоящее время системой «Скорпион».

Зарубежных аналогов система «Марс-75» не имеет.

3.2.2. Радиотехнические системы ближней навигации

Находятся в эксплуатации и используются потребителями радиотехнические системы ближней навигации (таблица 3.4):

РСБН-4Н (-8Н); ПРС-АРК; БРАС-3; РС-10; ГРАС (ГРАС-2); «Крабик-Б»; РМА-90, РМД-90, DVOR-2000, DME-2000, КРМ, «АЛМАЗ».

Системы РСБН-4Н (-8Н), РМА-90, РМД-90, DVOR-2000, DME-2000 используются воздушными потребителями; системы БРАС-3; РС-10; ГРАС (ГРАС-2), «Крабик-Б», КРМ, «АЛМАЗ» — морскими потребителями.

Системы РСБН-4Н (-8Н)

Угломерно-дальномерная радиотехническая система ближней навигации РСБН-4Н (и ее модификации РСБН-8Н) предназначена для обеспечения самолетовождения по воздушным трассам, выхода в район аэродрома и некатегорированного захода на посадку.

Система работает по принципу «запрос-ответ», пропускная способность не более 100 самолетов одновременно, навигационная информация выдается в полярных координатах (дальность-азимут).

Дальность действия системы до 400 км, точность определения дальности (СКП) — 100 — 250 м, азимута не хуже 0,5°.

Система РСБН-4Н (-8Н) работает в диапазоне частот (канал дальности 700 МГц, канал азимута 900 МГц). Система планируется для использования в основном в военной авиации и ограниченно в гражданской авиации (например, для привода на военный аэродром, выделенный в качестве запасного). Указанные диапазоны радиочастот выделены до конца амортизационного срока. В дальнейшем планируется перевод РЭС в полосы радиочастот, рекомендованные международным Регламентом радиосвязи для воздушной радионавигационной службы в диапазоне радиочастот 1 ГГц.

Комплекс РМА-90, РМД-90, DVOR-2000, DME-2000 (типа ВОР/ДМЕ)

Угломерно-дальномерная радиотехническая система ближней навигации, по предназначению и принципам действия аналогична системе РСБН. Работает в разрешенном международном диапазоне частот: РМА-90 и DVOR-2000 — диапазон частот — 108 — 118 МГц, дальность действия — 300 — 360 км, точность (СКП) — 1 град., РМД-90, DME-2000 — диапазон частот 962 — 1150 МГц, дальность действия — 300 — 360 км, точность (СКП) — около 185 м. Комплекс совместим с зарубежной аппаратурой типа ВОР/ДМЕ и обеспечивает самолетовождение по международным воздушным трассам.

Комплекс ПРС-АРК

Радионавигационной комплекс ПРС-АРК предназначен для полета по маршруту, вывода самолета на аэродром посадки, обеспечения предпосадочного маневра и выполнения неточного захода на посадку. Диапазон частот 150 — 1750 кГц.

Комплекс состоит из наземной приводной радиостанции и бортового автоматического радиокомпаса; является угломерным навигационным средством (выдает направление полета самолета на принимаемую радиостанцию); погрешность определения курсового угла радиостанции — 2 - 5°.

Приводными радиостанциями оборудованы все аэродромы и воздушные трассы; серийно выпускается ряд типов автоматических радиокомпасов, которыми оборудован весь самолетный и вертолетный парк России и государств СНГ.

Система БРАС-3

Разностно-дальномерная радионавигационная система БРАС-3 предназначена для обеспечения судовождения в прибрежной зоне плавания и при подходе к портам.

В состав цепи системы входят 3 станции.

Дальность действия системы до 200 км, точность определения места (СКП) 12 — 60 м.

Для работы по системе используется бортовая приемоиндикаторная аппаратура ГАЛС, КПФ-3К, РС-1, РКС.

Серийный выпуск системы БРАС-3 прекращен, система снимается с эксплуатации и заменяется системой РС-10.

Система РС-10

Радионавигационная система РС-10 по предназначению и принципу работы аналогична системе БРАС-3, но имеет более высокие тактико-технические и эксплуатационные характеристики.

В состав цепи входят 3 — 6 станций.

Дальность действия системы 250 км, точность определения места (СКП) 3,6 м.

Для получения навигационной информации на борту судна используются те же типы приемоиндикаторной аппаратуры, что и для РНС БРАС-3, т.е. ГАЛС, КПФ-3К, РС-1 и РКС.

Система принята в эксплуатацию в 1987 году.

Системы БРАС-3 и РС-10 для обеспечения общего мореплавания Министерством транспорта Российской Федерации не используются.

Аналогами систем БРАС-3 и РС-10 являются РНС «Жеолок» (Франция) и «Хайпер-фикс» (Англия). Эксплуатация действующих цепей РНС планируется до выработки технического ресурса. Будет заменена разрабатываемой в настоящее время системой «Спрут».

Система ГРАС (ГРАС-2)

Дальномерная радионавигационная система ГРАС (и ее модификация ГРАС-2) предназначена для решения задач гидрографии и других специальных задач, требующих высокой точности определения местоположения.

По принципу работы система является двухканальным радиодальномером.

Дальность действия системы 60 км, точность определения места (СКП) 0,5 — 1,5 м; пропускная способность до 5 потребителей одновременно.

Для работы по системе ГРАС используется аппаратура потребителей РНК-2; по системе ГРАС-2 — аппаратура РД-1.

Система принята в эксплуатацию в 1975 году. Серийный выпуск системы ГРАС (ГРАС-2) прекращен; по мере выработки технического ресурса станций система будет сниматься с эксплуатации и заменяться разработанным в настоящее время радиогеодезическим комплексом «Крабик-БМ».

Аналогом системы ГРАС (ГРАС-2) является система «Силедис» (Франция).

Система «Крабик-Б»

Дальномерная фазовая радиогеодезическая система «Крабик-Б» предназначена для высокоточной геодезической привязки подвижных и стационарных надводных объектов в прибрежной зоне.

Дальность действия системы до 100 км, точность определения места (СКП) — 1 м, пропускная способность — 3 потребителя одновременно.

Для работы по системе используется аппаратура потребителей АИК.

Система «Крабик-Б» разработана в 1986 году. В перспективе она будет использоваться до внедрения радиогеодезического комплекса «Крабик-БМ». Разработка комплекса «Крабик-БМ» закончена в 2002 году.

В комплексе реализованы четыре режима работы: разностно-дальномерный, дальномерный, комбинированный и активный дистанционный (с использованием буйковых радиомаяков-ретрансляторов).

Морские радиомаяки

Морские радиомаяки представляют собой радиостанции с круговым излучением сигналов в диапазоне частот 300 кГц, обеспечивающие определение направления на них при использовании на судах радиопеленгаторов с погрешностью не больше 3° (с вероятностью 95%). На побережье морей России установлено несколько десятков радиомаяков типа КРМ и АЛМАЗ.

В связи с одобрением ИМО применения глобальных навигационных спутниковых систем и исключением из состава обязательного судового оборудования радиопеленгаторов часть морских радиомаяков предполагается использовать в качестве радиостанций для передачи дифференциальных поправок при создании функциональных дополнений ГНС.

3.2.3. Системы посадки

Системы посадки предназначены для получения на борту самолета, выдачи экипажу и в систему автоматического управления информации о значении и знаке отклонения от установленной траектории снижения, а также для определения моментов пролета характерных точек, определяемых установкой маркерных радиомаяков (МРМ-В, МРМ-70, РММ-95, МРМ-97), при заходе на посадку и выполнении посадки.

Находятся в эксплуатации и используются воздушными потребителями системы посадки:

• метрового диапазона СП-75, -80, -90, -200;
• дециметрового диапазона ПРМГ-5 (-76У).

Системы СП-75, -80, -90, -200 — стационарные; ПРМГ-5 (-76У) — стационарные и мобильные.

В гражданской авиации в настоящее время используются системы СП-75, -80, -90, -200.

Системы СП-75, -80, -90, -200

Метровые системы посадки СП-75, -80, -90, -200 формируют траекторию посадки самолета и обеспечивают его посадку в сложных метеоусловиях.

Системы СП-75, -80, -90, -200 удовлетворяют требованиям ИКАО в части обеспечения посадки по I, II и III категориям (в зависимости от модификации) и являются аналогом международной системы ИЛС.

Для работы по системам метрового диапазона используется бортовая аппаратура «Курс-МП» (-2; -70), ИЛС-85, «Ось-1», VIM-95.

Система ПРМГ-5 (76У)

Назначение дециметровой системы посадки ПРМГ-5 (76У) аналогично назначению система СП-75 (-80, -90, -200).

В связи с тем, что часть используемого диапазона (таблица 3.5) выделена для систем связи, работа ПРМГ обеспечивается только в разрешенной части диапазона. ПРМГ-5 (76У) обеспечивают заход на посадку военных воздушных потребителей в условиях I (ПРМГ-5) и I — II (ПРМГ-76У) категорий.

<*> Уточняется по мере освобождения диапазона для систем сотовой связи.

Для работы по системе ПРМГ-5 (76У) используется бортовая аппаратура РСБН.

На гражданских воздушных судах аппаратура РСБН может быть задействована в режиме работы по сигналам ПРМГ для обеспечения инструментальной посадки на аэродромы совместного базирования и, при необходимости, — на военные аэродромы.

Однако гражданская авиация в перспективе использование этого режима не планирует.

Система «Плацдарм-1Н»

«Плацдарм-1Н» — система посадки сантиметрового диапазона волн. Диапазон волн 5 ГГц, инструментальная погрешность системы (СКП) — 0,02°. Характеристики по доступности и целостности соответствуют требованиям стандартов ИКАО. Число каналов — 200. Обеспечивает выполнение криволинейных схем захода на посадку.

В связи с принятым ИКАО решением о продлении срока эксплуатации системы посадки ИЛС и развитием спутниковых технологий посадки использование наземной системы «Плацдарм-1Н» на территории России гражданской авиацией не планируется. Однако в соответствии с рекомендациями ИКАО гражданская авиация России планирует использовать многорежимный бортовой приемник MMR (ИЛС\МЛС\СНС), в том числе для обеспечения международных полетов

Аналогом системы «Плацдарм-1Н» является международная микроволновая система посадки МЛС.

Основные характеристики существующих и разрабатываемых систем посадки приведены в таблице 3.5.

Авиационные ЛДПС типа GBAS

В настоящее время разработана, сертифицирована и принята для оснащения аэродромов гражданской авиации Российской Федерации наземная контрольно-корректирующая станция ЛККС-А-2000 производства НППФ «Спектр». Данная система соответствует требованиям для выполнения посадки по I категории ИКАО. Разработана и проходит сертификацию отечественная бортовая аппаратура GBAS.

3.3. Аппаратура потребителей радионавигационных систем

Навигационная аппаратура потребителей является составной частью радионавигационных систем. Для работы по различным видам радионавигационных систем с учетом специфики решаемых задач разрабатываются и различные типы приемоиндикаторной аппаратуры воздушных, морских, речных и наземных потребителей.

Практически все потребители в перспективе ориентированы на использование бортовой интегрированной аппаратуры с комплексной обработкой данных РНС космического и наземного базирования.

3.3.1. Аппаратура потребителей космических радионавигационных систем

К настоящему времени разработано 33 образца НАП и систем на их основе для гражданских потребителей, 38 образцов НАП и систем на их основе для военных потребителей. В Приложении № 1 к Плану приведены характеристики ряда образцов отечественной аппаратуры ГНС ГЛОНАСС/GPS, рассчитанной на применение авиационными (А-737, СН-3301, СН-3700, СН-4312, СНС-2, СНС-3, МРК-11, -18, -31 и др.), морскими (СН-3101, СН-3102, Бриз-КД, К-161, К-242, К-201, и др.), ракетно-космическими («Терминатор», Репер-ТП-01 и др.), наземными (К-161, К-242, Котлин-НТ-101 и др.), геодезическими (Репер-ТП-01, Землемер-Л1, СН-3601 и др.) потребителями.

Разработаны первые образцы приемников, рассчитанные на прием сигналов ШДПС (К-161, К-242, Котлин МТ-102, Котлин МТ-201 с приемником ДП, СН-3107 и др.).

Начато производство приемников дифференциальных сообщений морских ЛДПС СН-3920 и ПКИ-2, предназначенных для приема сигналов контроля целостности и дифференциальных поправок в формате RTCM SC-104.

В интересах потребителей Министерства обороны Российской Федерации разработано третье поколение НАП. Парк создаваемой аппаратуры по своему назначению разделен на унифицированные ряды НАП серий «Бриз», «Грот», «Поправка» и «Контроль-2».

На основе разработанной НАП созданы также интегрированные навигационно-информационные системы для наземного транспорта.

Для работы по низкоорбитальным ГНС «Цикада-М» разработана и выпускалась корабельная приемоиндикаторная аппаратура «Шхуна», АДК-3,4 «Челн-1» (СЧ-1), «Челн-2» (СЧ-2) и навигационно-геодезическая аппаратура «Челн-3» (СЧ-3). Дальнейшее использование этой аппаратуры гражданскими потребителями при введении в эксплуатацию системы ГЛОНАСС не планируется.

3.3.2. Аппаратура потребителей наземных радионавигационных систем

В настоящее время различными ведомствами эксплуатируется значительное число типов (около 36) различной бортовой аппаратуры потребителей (авиация МО, МВД России, ГА, флот и др.) наземных радионавигационных систем, из которых более половины разработано на устаревшей элементной базе, имеет большие массогабаритные характеристики, низкую надежность, морально устарело и снято с производства.

Многие образцы серийно выпускаемой аппаратуры не отвечают международным требованиям и не конкурентоспособно на мировом рынке. Заданы и ведутся разработки новых образцов приемоиндикаторов. Типы используемой и вновь создаваемой аппаратуры указаны в разделах, относящихся к системам.

3.3.3. Системы координат и шкалы времени

В соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2000 г. № 568:

1. В целях геодезического обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач используется государственная геоцентрическая система координат из системы геодезических параметров «Параметры Земли 1990 года» — уточненная версия ПЗ-90.02 (распоряжение Правительства Российской Федерации от 20 июня 2007 г. № 797-р).

За отсчетную поверхность в государственной геоцентрической системе координат из ПЗ-90.02 принята поверхность эллипсоида ПЗ-90.02.

Начало координат расположено в центре масс Земли.

Ось Z направлена в Международное условное начало — Условный полюс Земли, как определено в рекомендации Международной службы вращения Земли (IERS); ось X направлена в точку пересечения плоскости экватора и нулевого меридиана (начального астрономического меридиана), определенного Международным бюро времени (BIH); ось Y дополняет геоцентрическую прямоугольную систему координат до правой.

Геодезические координаты точки в системе координат из ПЗ-90.02 относятся к эллипсоиду, значения большой полуоси и полярного сжатия которого даны в таблице 3.6.

Геодезическая широта B точки M определяется как угол между нормалью к поверхности эллипсоида и плоскостью экватора. Положительное направление отсчета широт — от экватора к Северу.

Геодезическая долгота L точки M определяется как двугранный угол между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через точку M. Положительное направление отсчета долгот — от нулевого меридиана к Востоку.

Геодезическая высота H определяется как расстояние по нормали от поверхности эллипсоида до точки M.

Фундаментальные геодезические константы и основные параметры общеземного эллипсоида, принятые в ПЗ-90.02, приведены в таблице 3.6.

2. При осуществлении геодезических и картографических работ используется система геодезических координат 1995 года (СК-95).

До полного перехода на систему координат СК-95 используется система геодезических координат 1942 года (СК-42).

Система координат 1995 года установлена так, что ее оси параллельны осям геоцентрической системы координат из ПЗ-90.

Переход от геоцентрической системы координат к СК-95 выполняется в соответствии с ГОСТ Р 51794-2008 по формулам:

                          X      = X      - ДX ,
                           СК-95    ПЗ-90     0

                          Y      = Y      - ДY ,
                           СК-95    ПЗ-90     0

                          Z      = Z      - ДZ ,
                           СК-95    ПЗ-90     0

    где   ДX ,  ДY ,  ДZ   -  линейные  элементы  ориентирования,  задающие
            0     0     0
координаты  начала системы координат 1995 года относительно геоцентрической
системы  координат  ПЗ-90. Они составляют: ДX  = +25,90 м, ДY  = -130,94 м,
                                             0               0
ДZ  = -81,76 м.

0

Преобразование координат из системы координат ПЗ-90.02 в СК-95 дается в соответствии с ГОСТ Р 51794-2008 соотношением:

<pre class="legal-pre">┌ ┐                             ┌                            -6  ┐   ┌ ┐           ┌         ┐
│X│                             │     1         + 0,6302 x 10   0│   │X│           │+24,83 м │
│ │                         -6  │            -6                  │   │ │           │         │
│Y│      = (1 - (-0,22) x 10  ) │-0,6302 x 10        1          0│ x │Y│         - │-130,97 м│.
│ │                             │                                │   │ │           │         │
│Z│                             │     0              0          1│   │Z│           │-81,74 м │
└ ┘СК-95                        └                                ┘   └ ┘ПЗ-90.02   └         ┘</pre>

При использовании зарубежных ГНС и обеспечении движения иностранных транспортных средств может в качестве вспомогательной применяться система координат из WGS-84. Матрицы и алгоритмы перехода между СК-42, СК-95, СК из ПЗ-90, ПЗ-90.02 и WGS-84 даются ГОСТ Р 51794-2008.

Временное обеспечение строится на основе шкалы координированного времени UTC (SU), задаваемой существующей эталонной базой Российской Федерации. При использовании зарубежных ГНС (GPS) может также в качестве вспомогательной использоваться шкала времени UTC (US), поддерживаемая Военно-морской обсерваторией США.

3.4. Степень удовлетворения требований потребителей существующими РНС

Исходя из задач повышения безопасности и эффективности транспортных перевозок, учитывая внедрение в мировую практику перспективных стандартов по точности выдерживания навигационных характеристик, возросли требования основных групп потребителей к радионавигационным системам.

Так, например, для большинства подвижных транспортных средств требуется точность навигационных определений (СКП) в среднем от 1 м до 100 м. Такие требования как доступность и целостность потребителями автомобильного, речного транспорта и рыболовного флота ранее не выставлялись, а сейчас показатели по этим параметрам соответственно должны быть 0,95 — 0,999 и 0,9 — 0,99.

Практически все транспортные потребители считают необходимым обеспечение требуемых навигационных характеристик как на территории Российской Федерации, так и при движении по международным маршрутам.

В настоящее время на территории Российской Федерации эксплуатируется 17 типов радионавигационных систем, включая одну зарубежную — GPS. Для работы по сигналам этих систем используется более 60 типов навигационной аппаратуры потребителей. Ни одно отдельно взятое эксплуатируемое радионавигационное средство не может удовлетворить основные требования большинства потребителей. Так, например, радионавигационные системы ближней навигации типа «БРАС», имея хорошие характеристики по точности, имеют ограниченную дальность действия. Радионавигационные системы дальней навигации, имея хорошие показатели по дальности действия (размер рабочей зоны), не удовлетворяют потребителей по точностным характеристикам.

Космическая, низкоорбитальная, радионавигационная система «Цикада-М», имея хорошие показатели по точности и рабочей зоне, имеет длительный период времени между обсервациями. Принятая в эксплуатацию в 1995 году глобальная навигационная спутниковая система «ГЛОНАСС» вместе с функциональными дополнениями имеет хорошие показатели по точности, доступности и глобальной зоне действия. Система ГЛОНАСС будет полностью обеспечивать все группы потребителей и в части целостности с учетом возможностей функциональных дополнений. Характеристики разработанной в Российской Федерации НАП ГЛОНАСС/GPS приведены в таблице Приложения № 1.

Использование потребителями существующих РНС показано в таблице 3.7.

Примечание: «В» — используется военными потребителями, «Г» — используется гражданскими потребителями, «-» — не используется.

Анализ использования существующих и разрабатываемых радионавигационных средств показывает, что военные и гражданские потребители в качестве основных радионавигационных систем планируют использовать системы ГЛОНАСС и GPS с функциональными дополнениями. В качестве дополнительных радионавигационных систем ряд потребителей планирует использовать наземные РНС.

Следует отметить, что в настоящее время ведутся работы по сопряжению отечественных цепей системы Чайка с аналогичными зарубежными системами Лоран-С, которые определены соответствующими Межправительственными соглашениями.

Государственная политика также направлена на поддержку использования ГНС ГЛОНАСС и GPS (как вспомогательной) с их функциональными дополнениями и РНС «Тропик-2» (Чайка). Эта система сопрягается с аналогичной зарубежной системой Лоран-С.

4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМ РАДИОНАВИГАЦИИ

Результаты анализа удовлетворения требований различных групп потребителей существующими средствами радионавигационного обеспечения определяют направления решения основных проблем:

повышение устойчивости работы, особенно в условиях помех;

повышение точности определения места объекта;

повышение доступности радионавигационных систем;

повышение целостности радионавигационных систем;

повышение непрерывности обслуживания (функционирования).

Эти проблемы решаются:

применением космических навигационных систем ГЛОНАСС, GPS, а затем и ГАЛИЛЕО;

применением дифференциальных подсистем (режимов) и средств контроля целостности;

интегрированным использованием различных радионавигационных систем;

улучшением технических характеристик радионавигационных систем и навигационной аппаратуры потребителей;

созданием развитой инфокоммуникационной инфраструктуры, предназначенной для оказания услуг, формируемых на основе ресурсов координатно-временной и навигационной информации.

4.1. Глобальная навигационная система ГЛОНАСС

Общие направления модернизации ГНС расширенного состава ГЛОНАСС определены в виде таких мер, как:

• повышение доступности и точности навигационных определений, улучшение сервиса, предоставляемого пользователям;
• повышение надежности и срока службы бортовой аппаратуры спутников и улучшение целостности системы;
• улучшение совместимости с другими радиотехническими системами; развитие дифференциальных подсистем.

Вновь запускаемые НКА «Глонасс-М» и «Глонасс-К» по сравнению со спутниками первой модификации (табл. 4.1) будут иметь следующие основные преимущества: - более стабильный бортовой АСЧ, имеющий среднеквадратическое относительное отклонение среднесуточных значений частоты не хуже -14 0,5 x 10 ; погрешность (СКО) ЧВП составит 2,5 нс при прогнозе на 12 ч и 3,5 нс при прогнозе на 24 ч;

• меньше уровень неучитываемых возмущений орбиты НКА, что позволит повысить точность определения и прогноза ЭИ;
• двухкомпонентный радионавигационный сигнал с частотным разделением (узкополосный и широкополосный) в диапазонах частот L1 1600 МГц и L2 1250 МГц;
• двухкомпонентный радиосигнал в диапазоне L3 1200 МГц с использованием кодового разделения.

Рассматриваются также возможности использования кодового разделения и передачи навигационных сигналов в диапазонах L1 1600 МГц, L2 1250 МГц и L5 1176 МГц. Предложена «Концепция развития навигационных сигналов глобальной навигационной системы ГЛОНАСС».

В связи с передачей дальномерного кода в диапазоне L2 (L3) в навигационном сообщении будет передаваться дополнительный параметр, характеризующий разницу аппаратных задержек дальномерных кодов в диапазонах L1 и L2 (L3). Кроме того, будет введен признак модификации НКА, а также признак ожидаемой секундной коррекции шкалы времени UTC (SU).

В таблице 4.2 приведены также требуемые точностные характеристики радионавигационного поля ГЛОНАСС с учетом указанных изменений.

В табл. 4.2 представлены соответствующие СКП определения пространственных координат потребителя в государственной системе координат и времени в системной шкале ГЛОНАСС за счет «космического сегмента» по сигналам с открытым доступом (без учета ошибок в среде распространения и ошибок приемной аппаратуры) в реальном времени в абсолютном режиме без использования информации от функциональных дополнений на любом суточном интервале времени на этапе штатной эксплуатации системы в пределах всей области обслуживания ГНС ГЛОНАСС при PDOP = 2. В настоящее время требования этапа с КА «Глонасс-М» реализованы. Более совершенные характеристики будут реализованы после замены в ОГ КА «Глонасс-М» на КА «Глонасс-К» (затем «Глонасс-КМ») и модернизации наземного комплекса управления.

Уже осуществленная замена НКА «Глонасс» первой модификации на НКА «Глонасс-М» наряду с восстановлением группировки повысила точность и надежность глобальной навигации приземных и космических подвижных объектов.

Для полностью развернутой орбитальной группировки КА космического комплекса ГЛОНАСС должна быть обеспечена целостность навигационного поля с вероятностью 0,99 в соответствии с таблицей 4.3.

Требования по целостности будут реализованы после введения в эксплуатацию системы дифференциальной коррекции и мониторинга.

4.2. Дифференциальные подсистемы космических радионавигационных систем

Повышение точности навигационных определений при использовании космических и наземных радионавигационных систем может быть достигнуто применением режима дифференциальных поправок, определяемых в точках, координаты которых известны с высокой точностью.

Дифференциальная подсистема должна состоять:

из контрольно-корректирующих станций (ККС), осуществляющих контроль качества сигналов, определение дифференциальных данных (поправок) и их формирование для передачи (в состав ККС может входить геодезически привязанная опорная станция, метеостанция и стандарт частоты и времени);

из аппаратуры передачи дифференциальных данных (поправок);

из приемной аппаратуры потребителей, обеспечивающей прием и учет дифференциальных поправок.

Частным случаем дифференциального режима является способ относительной навигации, который позволяет улучшить точностные характеристики штатных режимов РНС наземного или космического базирования. Наибольшее применение этот способ находит при решении задач взаимного координирования объектов, работающих по сигналам одной радионавигационной системы, когда не требуется знание точных абсолютных координат. При взаимном координировании группы объектов (кораблей, самолетов и др.) один из них определяется в качестве опорного, текущие абсолютные координаты которого принимаются за начало системы относительных координат и передаются по связному каналу на другие объекты, где определяются координаты относительно опорного объекта.

В относительных координатах доля систематической погрешности будет существенно сокращаться при уменьшении расстояния до опорного объекта и времени между обсервациями. В предельном случае погрешности относительного местоопределения ограничиваются инструментальными погрешностями приемоиндикаторной аппаратуры потребителей.

Разработка дифференциальных подсистем (функциональных дополнений) ГНС ГЛОНАСС и GPS осуществляется в соответствии с ФЦП «Глобальная навигационная система», в рамках которой предусматривалось создание трехуровневой дифференциальной системы, включающей:

широкозонную дифференциальную подсистему (ШДПС — ДПС-1);

специализированные региональные дифференциальные подсистемы (ДПС-2);

специализированные локальные дифференциальные подсистемы (ДПС-3).

Выделение в структуре ЕДС трех иерархических уровней связано с необходимостью удовлетворения требований различных типов потребителей и с особенностями организации соответствующих средств функциональных дополнений. При этом структура и состав ДПС разных уровней существенно различаются, также как и используемые в них способы и средства получения и доставки потребителям корректирующей информации.

Работы по созданию отечественной ШДПС космического базирования — Системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ) — проводятся ОАО «РКС» в рамках тем «Метрика-2015» и «СМ-ГЛОНАСС» ФЦП «Глобальная навигационная система».

СДКМ решает следующие задачи: формирование корректирующей информации; формирование информации о состоянии навигационных полей ГЛОНАСС; оперативная доставка потребителям корректирующей и информации и данных о состоянии навигационных полей ГЛОНАСС и др. (обеспечение целостности). Предполагается, что в состав СДКМ входят центр управления СДКМ, сеть опорных измерительных станций (ОИС), подсистема доведения корректирующей информации до потребителей в рабочей зоне СДКМ, наземные закладочные станции и подсистема информационного обмена. Система должна быть предназначена для широкого круга потребителей. Развернуто 13 ОИС: Ленинградская обл. (Пулково и Светлое), Москва (ЦДКМ, Менделеево, 32 ГНИИ), Краснодарский край (Геленджик), Ставропольский край (Кисловодск), Красноярский край (Красноярск и Норильск), в Новосибирске, Иркутске, в Петропавловске-Камчатском — в Чукотском автономном округе (Билибино). Планируется расширение состава ОИС, а также создание в рамках СДКМ системы высокоточного позиционирования с точностью определения координат на дециметровом и сантиметровом уровне.

Проводятся предварительные работы по созданию региональных ДПС (РДПС) двух типов:

авиационных РДПС типа GRAS при использовании УКВ станций для передачи дифференциальных поправок и информации контроля целостности,

РДПС типа Еврофикс с использованием для этой цели передающих станций ИФРНС Чайка; эти РДПС могут использоваться всеми потребителями.

Применительно к локальным дифференциальным подсистемам наиболее проработаны вопросы построения морской ДПС (МДПС) для локальных прибрежных районов на базе существующих радиомаяков, работающих в диапазоне средних волн. По ним проведены ОКР и мероприятия по их развертыванию на побережье России и вдоль внутренних водных путей.

Вопросы создания авиационных локальных ДПС (АЛДПС), в отличие от МДПС, до настоящего времени находятся в стадии размещения на отдельных аэродромах.

4.2.1. Морские ДПС

Морские ДПС (МДПС) имеют максимальные дальности действия от контрольно-корректирующих станций (ККС) 250 — 300 км. МДПС включают одну ККС, аппаратуру удаленного управления и контроля, а также средство передачи данных. Морская ДПС использует в качестве средств линий передачи данных круговые средневолновые радиомаяки (РМ), работающие в диапазоне 300 кГц. При этом функция РМ по обеспечению определения радионаправления отменяется. Применяется манипуляция с минимальным фазовым сдвигом (MSK). Скорость передачи корректирующей информации устанавливается в зависимости от объема данных, требуемого времени их обновления и может составлять от 25 до 200 бит/с. В условиях функционирования GPS без селективного доступа Международная Ассоциация маячных служб (МАМС) рекомендует прибрежным странам Европейской морской зоны ограничить дальность действия передающих станций МДПС 200-ми км и установить скорость передачи корректирующей информации 100 бит/с для исключения возможности взаимных помех.

Для помехоустойчивого кодирования используются корректирующие коды Рида-Соломона.

Корректирующая информация МДПС передается в соответствии с общепринятым стандартом RTCM SC-104, разработанным первоначально для GPS специальным комитетом 104 (Special Commitee 104) Радиотехнической комиссии по мореплаванию (Radio Technical Commission for Maritime) США и поддержанным МАМС. Чтобы учесть использование дифференциального режима ГЛОНАСС, разработана версия 2.2 стандарта. На его основе подготовлен и в 2001 году введен в действие Государственной службой морского флота Минтранса России Стандарт отрасли «Формат передачи дифференциальных поправок по системам ГЛОНАСС/GPS», ОСТ 31.6.60-01. В настоящее время в Ростехрегулировании готовится к принятию национальный стандарт с тем же названием.

Прием поправок на кораблях и судах осуществляется с помощью приемников корректирующей информации, имеющих соответствующий интерфейс для сопряжения с навигационной аппаратурой потребителей (НАП) ГНС либо исполненных в едином конструктиве с НАП.

Точность (с вероятностью 0,68) определения координат на краю рабочей зоны МДПС при совместном использовании ГЛОНАСС и GPS составит от 2 до 4,5 м. Надежность обслуживания и доступность составят соответственно более 0,9997 и 0,998 при времени предупреждения об отказе лучше 10 с.

В настоящее время в Российской Федерации разработаны и серийно выпускаются контрольно-корректирующие станции для МДПС:

• изделие «СН-3500», «СН-3510», ЗАО «КБ „НАВИС“;»
• изделие «14Ц840», ОАО «НИИ КП»;
• изделие «АКВА-Станция», ЗАО «Транзас»;
• передающие устройства — радиомаяки «Янтарь-2М-200», «Янтарь-2М-400» и «Янтарь-1000», а также приемник корректирующей информации (ПКИ) МДПС «ПКИ-2», ЗАО «Техномарин» и ПКИ изделие «14Ц815» ЗАО «КБ „НАВИС“.»

В соответствии с программой работ по ФЦП ГЛОНАСС в Российской Федерации должны быть введены в строй 49 ККС МДПС, 22 из которых на побережье морей РФ и по Северному морскому пути (СМП), а остальные 27 на внутренних водных путях (ВВП) России.

По состоянию на январь 2010 года в составе МДПС России развернута и находится в штатной эксплуатации МДПС Финского залива (маяк Шепелевский).

В опытной эксплуатации находятся МДПС Азово-Черноморского региона, Балтийского, Каспийского, Баренцева, Белого морей и в заливе Петра Великого:

• Новороссийская ККС на мысе Дооб;
• Темрюкская ККС на РЦ ГМССБ Темрюк;
• Туапсинская ККС на мысе Кодош;
• ККС МДПС на подходах к портам Балтийск и Калининград, в порту Балтийск;
• Астраханская ККС, пост № 2 Волго-Каспийского канала;
• ККС Каспийского моря, п. Махачкала;
• ККС Баренцева моря, п-ов Рыбачий, маяк Цып-Наволок;
• Архангельская ККС, маяк Мудьюгский.

МДПС Дальневосточного региона:

• Залив Петра Великого, мыс Поворотный;
• ККС на маяке Ван-дер-Линда;
• ККС в п. Петропавловск Камчатский;
• Сахалинская ККС в п. Корсаков.

МДПС Западного сектора Арктики:

• ККС на острове Олений;
• ККС на р. Енисей, Липатниковский перекат;
• ККС на мысе Стерлигова.

Завершаются монтажные и пуско-наладочные работы на объектах: МДПС в Арктике: о-в Столбовой, о. Каменка, мыс Андрея. Параллельно с развертыванием контрольно-корректирующих станций создаются региональные центры управления МДПС на базе гидрографических служб флотов и центральный орган управления МДПС России при УНиО.

Для организации оперативного обеспечения поисково-спасательных операций и других специальных работ, выполняемых вне зоны действия стационарных станций МДПС, создаются мобильные дифференциальные станции ГНСС с дальностью обслуживания потребителей до 100 км и сохранением всех установленных для МДПС характеристик.

Наряду с морской ДПС для обеспечения навигационной безопасности плавания по внутренним водным путям (ВВП) в настоящее время создается речная ДПС. Она будет иметь идентичные с «морской» технические характеристики

По состоянию на январь 2010 года на Волго-Балтийском водном пути развернута и находится в опытной эксплуатации первая речная ДПС в п. Шексна.

Завершены монтажные, пуско-наладочные работы и находятся в готовности к опытной эксплуатации речные ККС в Волгограде, Ростове-на-Дону, Нижнем Новгороде, Казани, Саратове, Самаре, Перми, Красноярске, Иркутске, Омске, Ханты-Мансийске, Печоре, Подкаменной Тунгуске.

Основные направления работ по дальнейшему созданию МДПС и внедрению спутниковых технологий на водном транспорте ориентированы на поддержание, развитие и использование функциональных дополнений (диффподсистем) в интересах социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года:

• развитие диффподсистем ГЛОНАСС/GPS/ГАЛИЛЕО/SBAS;
• внедрение в наземной инфраструктуре и на судах водного транспорта технологии автоматических идентификационных (информационных) систем — АИС;
• модернизация и поддержание в эксплуатации контрольно-корректирующих станций морской и речной диффподсистемы ГНСС ГЛОНАСС/GPS;
• создание региональных центров управления и контроля объединенных локальных ККС на ВВП;
• внедрение системы дальней идентификации и контроля местоположения судов (СДИ);
• внедрение системы мониторинга транспортных средств и грузов.

Реализация указанных работ позволит обеспечить востребованность создаваемых на базе системы ГЛОНАСС спутниковых технологий и их внедрения в транспортной инфраструктуре для решения социально-экономических задач в интересах повышения уровня ее эффективности и безопасности.

4.2.2. Авиационные локальные ДПС

К настоящему времени в мире разработано несколько типов авиационных ЛДПС (АЛДПС) посадки (спутниковых систем посадки) типа GBAS. В частности, в настоящее время разработана, сертифицирована и принята для оснащения аэродромов гражданской авиации Российской Федерации наземная контрольно-корректирующая станция ЛККС-А-2000 производства НППФ «Спектр». Данная система соответствует требованиям выполнения посадки по I категории ИКАО. Эта система отличается несколькими достоинствами:

сравнительно небольшой состав оборудования позволяет снизить издержки при улучшенных операциях в сложных метеоусловиях;

позволяет в условиях 1-й и потенциально более сложных категорий обеспечить возможность работы для начальных участков всех ВПП со стороны захода на посадку (с обоих направлений ВПП), располагающихся в радиусе 55 км, что делает эту систему экономически более эффективной, чем другие средства, которые предназначаются для одной ВПП;

позволяет оборудовать местные авиалинии;

отличается гибкостью, позволяющей реализовать траектории захода с переменной геометрией, минимизирующие время полета и обеспечивающие борьбу с шумом;

в ней реализованы современные принципы проектирования, обеспечивающие контроль состояния аппаратуры и ускорение ремонтных работ.

В состав наземного оборудования АЛДПС посадки в общем случае входят: антенная система приемников сигналов ГЛОНАСС/GPS и анализаторов электромагнитной обстановки, опорная станция с приемниками ГЛОНАСС/GPS; станция анализа электромагнитной обстановки, станция внешнего мониторинга целостности, станция (модуль) контроля и управления, радиопередающая станция линии передачи данных с дифференциальными поправками и другой информацией, средства сопряжения с аэродромной метеостанцией, система бесперебойного энергоснабжения, устройства для обеспечения сопряжения с каналами передачи данных и взаимодействия между элементами АЛДПС и др.

Состав оборудования и основные характеристики определяются SARPs ИКАО для системы функционального дополнения ГНСС с наземными станциями (GBAS), рассчитанной на посадку воздушного судна в условиях категории I (см. табл. 2.1, 2.3, 2.5). В качестве линии передачи данных GBAS принят радиоканал в диапазоне частот 100 МГц (VDB).

В настоящее время АЛДПС ЛККС А-2000 совместно с бортовым оборудованием проходит всестороннюю оценку на аэродромах России и Европы в полном составе, а также размещается в ряде аэропортов Российской Федерации. В частности, она размещена на аэродромах Раменское Московской области (ЛИИ им. М.М. Громова) и Остафьево Московской области, Самары, Тюмени, Красноярска и др.

Основными направлениями НИОКР по дальнейшему созданию и внедрению АЛДПС являются следующие:

всесторонние испытания и оценка АЛДПС;

организация и обеспечение серийного производства;

работы по оснащению аэропортов и аэродромов серийными АЛДПС категории I;

проведение работ в интересах обеспечения посадки по категории II и III.

Предполагается, что в дальнейшем по мере проведения НИОКР могут быть разработаны стандарты SARPs на GBAS категорий II и III.

4.2.3. Авиационные региональные ДПС типа GRAS

Региональные РДПС типа GRAS (региональные системы функционального дополнения наземного базирования) отличаются от ШДПС тем, что для передачи дифференциальных сообщений используются вместо геостационарных КА наземные УКВ станции с каналом передачи данных в стандарте GBAS. Отсюда следуют и сокращенные размеры рабочей зоны подсистемы (по сравнению с ШДПС): например, радиус зоны австралийской GRAS составляет ~ 2000 км. Они также должны удовлетворять требованиям захода на посадку по категории I. Следует отметить, что многие вопросы GRAS остаются непроработанными.

Проводились предварительные оценки по созданию отечественной РДПС типа GRAS для России в рамках ФЦП «Глобальная навигационная система». Их результаты могут использоваться для обеспечения захода на посадку и автоматического зависимого наблюдения (АЗН-В).

4.2.4. Региональные многоцелевые ДПС на основе ИФРНС

Одним из возможных направлений создания РДПС ГЛОНАСС/GPS является использование импульсно-фазовых радионавигационных систем (ИФРНС) «Чайка» для передачи дифференциальных поправок (ДП) и служебной информации и создание соответствующих региональных ДПС (РДПС). К настоящему времени развернуты и эксплуатируются три стационарные ИФРНС и четыре мобильные системы.

Это направление предполагает, в частности, использование технических решений проекта Eurofix (Еврофикс) создания региональных спутниковых ДПС ГЛОНАСС/GPS на основе использования передающих станций ИФРНС (радиотехнических систем дальней радионавигации, РСДН) Лоран-С в качестве средств передачи дифференциальных поправок и информации контроля целостности. При этом предполагается, что контрольно-корректирующая станция ГНС ГЛОНАСС/GPS расположена в районе наземной передающей станции ИФРНС.

Отмечается ряд преимуществ такого решения перед другими вариантами создания РДПС:

реализация на основе уже существующей структуры;

охват большой площади при сравнительно невысоких затратах;

обеспечение улучшенной работоспособности и доступности канала передачи данных в городских и горных районах;

обеспечение резервирования при отказе работы систем Лоран-С/Чайка или ГЛОНАСС/GPS.

Сверхточные определения места по ГНС могут использоваться для калибровки показаний РСДН и компенсации погрешностей, обусловленных особенностями распространения радиоволн. В свою очередь, данные Лоран-С/Чайка могут использоваться для контроля целостности СРНС.

Станции ИФРНС Чайка работают в длинноволновом диапазоне радиоволн на частоте 100 кГц. Радиус действия системы с одной стационарной станцией порядка 600 — 2200 км. Если РДПС создается с помощью нескольких станций ИФРНС одной цепи, то общая рабочая зона является результатом суперпозиции частных зон с учетом возможных наложений одной частной зоны на другую. Это в основном и определяет возможности рабочей зоны РДПС.

Предварительные оценки показали, что линии передачи данных (ЛПД) на основе станций ИФРНС могут обеспечить эффективную скорость передачи данных от 15 до 30 бит/с. Применяется асинхронный DGPS/ДГЛОНАСС формат данных.

Последние проработки основаны на том, что дифференциальные поправки и сигналы контроля целостности формируются на контрольно-корректирующей станции в виде сообщения RTCM типа 9. Они затем кодируются и модулируют сигнал передатчика ИФРНС. Используется трехпозиционная модуляция временного положения импульса (на +1 мкс, 0 мкс, -1 мкс). Модулируются только 6 последних импульсов группы (из 8 импульсов). Эффективная скорость передачи данных 15 — 30 бит/с позволяет передать корректирующее сообщение для одного НКА за 2 — 4 с, а все корректирующее сообщение на 10 НКА примерно за 20 — 40 с. Проведенная модернизация позволила осуществлять передачу сообщения на один НКА за время 1, 2 — 3 с, а на 10 НКА — за время 12 — 30 с. Приведенные данные позволяют считать, что сообщение о нарушении целостности может быть выдано с задержкой на уровне 6 с.

Показано, что точность (95%) определения координат такой РДПС может быть не хуже 5 м. Проведены исследования использования технологии Eurofix применительно к европейской сети ИФРНС «Чайка». ККС была создана специалистами Нидерландов и России, установлена и сопряжена с аппаратурой ведущей станции (г. Брянск). Исследования проводились в районе г. Минска в период с 13 по 16 апреля 1999 г. и в районе г. Симферополь — в период с 19 по 21 апреля 1999 г. Отмечается, что измерения проводились в сложной помеховой обстановке, когда в Минске имели место промышленные сетевые и синхронные импульсные помехи, а в Симферополе — сетевые и периодические помехи со сложным спектром. Полученные результаты подтвердили ожидаемые погрешности, свойственные технологии Eurofix; при этом СКО местоопределения составили:

по долготе 1,39 м и по широте 3,37 м на удалениях порядка 1000 км (Симферополь);

по долготе 1,23 м и по широте 2,19 м на удалениях порядка 500 км от ККС (Минск).

При всех последующих рассмотрениях целесообразно иметь в виду следующие провозглашаемые суммарные характеристики РДПС на основе Eurofix (табл. 4.4).

Эти высокие характеристики нуждаются в подтверждениях применительно к конкретным РДПС при их использовании в транспортном комплексе Российской Федерации.

4.3. Интегрирование радионавигационных систем

До настоящего времени наиболее широко используемыми радионавигационными системами (основными и дополнительными) оставались наземные РНС. Это не позволяло удовлетворить возрастающие требования к навигационному обеспечению основных групп потребителей по точности, доступности и целостности.

С внедрением космических радионавигационных систем нового поколения ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) появилась возможность удовлетворения требований большинства потребителей по точности навигационного обеспечения. Однако и в этом случае могут быть не удовлетворены требования потребителей по доступности и целостности в сложных условиях, особенно при наличии непреднамеренных и преднамеренных помех.

Для улучшения таких характеристик навигационного обеспечения как доступность и целостность целесообразно интегрированное использование РНС. Улучшение доступности и целостности интегрированных РНС достигается за счет дублирования радионавигационного покрытия.

4.3.1. Интегрирование космических и инерциальных навигационных систем

Хотя ГНС ГЛОНАСС и GPS являются практически самыми точными средствами навигации глобального действия, они нуждаются в поддержке в интересах повышения помехозащищенности каналов слежения приемников и обеспечения непрерывности навигационных определений при перерывах в использовании ГНС, вызванных различными причинами: помехами, маневрированием судна, затенением сигналов и т.д.

Такая поддержка обеспечивается системами автономного счисления координат: курсо-воздушного (курсовая система + система воздушных сигналов), на основе данных курсовой системы и лага морских судов, одометрического (курсовая система + одометр), курсо-доплеровского (курсовая система + доплеровский измеритель скорости и сноса), инерциального (инерциальная навигационная систем), инерциально-доплеровского (инерциальная и доплеровская системы).

При перерывах в работе аппаратуры ГНС навигационные определения осуществляются на основе данных этих систем счисления с учетом повышения их точности за счет оценки источников погрешностей автономных систем, осуществляемой в ходе комплексной обработки информации (КОИ) их данных и данных ГНС на этапах работоспособности спутниковой аппаратуры.

Наиболее перспективной автономной системой следует признать инерциальную навигационную систему (ИНС), которая при потенциально высокой точности лишена известных недостатков счисления по воздушной скорости, данным лага и доплеровского измерителя (зависимость от ветра, течений, маневрирования, подстилающей поверхности и др.).

Существуют и разрабатываются ИНС на механических, электростатических, кольцевых лазерных, волоконно-оптических, волновых и микромеханических гироскопах. Наиболее массовыми ИНС (для наземного и морского транспорта, авиации общего назначения) следует в перспективе признать ИНС на микромеханических гироскопах, точность которых может достичь 2 — 10 км/ч. С такими показателями погрешность (СКП) инерциально-спутниковой системы может составить в автономном режиме ~ 60 м через 5 мин. после «отказа» ГНС.

По степени использования инерциальных данных в аппаратуре ГНС различаются следующие основные схемы интегрирования ГНС и ИНС: разомкнутая и слабосвязанная, сильно связанная и глубоко интегрированная. В разомкнутой и слабосвязанной схеме, получившей пока наибольшее распространение, инерциальные данные в приемнике КНС используются в минимальной степени: в лучшем случае для ускорения поиска сигналов. В сильно связанной схеме интегрирования данные ИНС используются также для улучшения качества работы каналов слежения приемника КНС. В глубоко интегрированной схеме будущего работа каналов ГНС и ИНС должна осуществляться практически совместно.

Первичная комплексная обработка информации в сильно связанных и глубоко интегрированных инерциально-спутниковых систем позволяет повысить помехозащищенность каналов приема и измерения ГНС на 15 — 20 дБ.

Использование информации ИНС позволяет также существенно улучшить характеристики алгоритмов контроля целостности сигналов КНС (RAIM) и повысить надежность навигационных определений.

4.3.2. Интегрирование космических радионавигационных систем

Под интегрированием космических радионавигационных систем понимается создание совместного радионавигационного поля, обеспечиваемого этими КНС, при самостоятельном управлении каждой системой.

Одним из наиболее перспективных направлений интегрирования космических радионавигационных систем для отечественных потребителей является интегрирование ГНС ГЛОНАСС, GPS (США) и ГАЛИЛЕО.

Интегрирование космических радионавигационных систем предполагает создание и использование приемоиндикаторной аппаратуры потребителей, способной принимать сигналы двух и более систем и за счет этого повышаются точностные и надежностные характеристики местоопределения.

Для совместного использования навигационных параметров (псевдодальностей и псевдоскоростей) необходимо согласование используемых систем координат и шкал времени систем ГЛОНАСС, GPS, ГАЛИЛЕО.

Интегрирование космических систем ГЛОНАСС, GPS и ГАЛИЛЕО позволит создать основную глобальную радионавигационную систему, удовлетворяющую существующим и перспективным требованиям воздушных, морских, наземных и космических потребителей.

4.3.3. Интегрирование наземных и космических радионавигационных систем

Интегрирование наземных и космических радионавигационных систем позволит в отдельных зонах создать интегрированную радионавигационную систему, превосходящую по своим техническим характеристикам каждую из входящих в нее систем.

Как и при интегрировании космических радионавигационных систем, создание интегрированных наземных и космических систем предполагает интеграцию на уровне приемоиндикаторной аппаратуры потребителей и требует согласования имеющихся расхождений в используемых системах координат, шкалах времени и структуры передаваемых радиосигналов.

Одним из путей интегрирования отечественных наземных и космических радионавигационных систем является интегрирование систем типа «Чайка» и ГЛОНАСС.

Интегрирование указанных систем позволит улучшить доступность и целостность в географических районах, определяемых пределами покрытия, которое создается цепочками станций наземных РНС. При доступности и целостности наземной и космической систем каждой в пределах 0,997 — 0,998 эти характеристики интегрированных РНС будут близки к 1,0.

Интегрированные радионавигационные системы типа «Чайка»/ГЛОНАСС смогут в дальнейшем использоваться в качестве основных систем для маршрутных этапов навигации.

4.3.4. Интегрирование наземных радионавигационных систем

В условиях, когда применение перспективной космической радионавигационной системы ГЛОНАСС ограничено в связи с неполным составом орбитальной группировки, остается актуальным дальнейшее использование наземных РНС «Чайка» и «Лоран-С».

Высокие технические характеристики РНС «Чайка» и «Лоран-С», большое количество воздушных и морских потребителей, имеющих приемоиндикаторную аппаратуру, относительно небольшие эксплуатационные расходы предопределили и их эффективное применение в ближайшем будущем.

В перспективе системы «Чайка» и «Лоран-С» планируется использовать в направлениях:

• дальнейшего автономного использования;
• сопряжения РНС «Чайка»/«Лоран-С» при создании объединенных международных цепей;
• интегрирования РНС «Чайка»/«Лоран-С».

Продолжение автономного использования РНС «Чайка» и «Лоран-С» объясняется возможностями увеличения рабочих зон и повышения точности местоопределения за счет применения дальномерного и относительного режимов, усовершенствованных поправок на распространение радиоволн, а также использования приемоиндикаторов, работающих по двум различным цепям.

Направление сопряжения при создании объединенных международных цепей РНС «Чайка»/«Лоран-С» реализуются на практике. Так, в соответствии с Соглашением между Правительством Союза Советских Социалистических Республик и Правительством Соединенных Штатов Америки о создании объединенной радионавигационной системы «Чайка» и «Лоран-С» от 31 мая 1988 г. создана Российско-Американская цепь «Чайка»/«Лоран-С» в составе двух отечественных станций Александровск-Сахалинский, Петропавловск-Камчатский и одной американской станции на о. Атту. Это направление позволяет при сравнительно небольших затратах и в короткие сроки получить значительные приращения рабочей зоны.

Создание подобных объединенных радионавигационных систем (цепей) предусматривается соответствующими межгосударственными Соглашениями:

• Соглашением по Международной программе создания в Дальневосточных водах объединенной радионавигационной службы с использованием станций «Чайка» и «Лоран-С» от 7 сентября 1992 г.; к этому Соглашению планируется присоединение Индии и Индонезии.
• Соглашением между Правительством России и Правительством Норвегии по созданию объединенной радионавигационной службы в Баренцевом море с использованием станций «Чайка» и «Лоран-С» от 8 марта 1995 г.

В плане реализации первого соглашения ведутся работы по созданию Российско-Корейской и Российско-Японской ОРНС и их координация в рамках FERNS.

Для интегрирования РНС «Чайка»/«Лоран-С» необходимо осуществить:

• выбор единой шкалы времени для точной привязки излучений станции РНС;
• создание интегрированной аппаратуры потребителей с использованием дополнительных нештатных режимов работы.

4.4. Информационные системы для радионавигации

Информационные системы для радионавигации (ИСР) должны быть предназначены для информирования потребителей о состоянии и основных характеристиках ГНС и их функциональных дополнений (МДПС, АЛДПС и др.). Такая информация необходима потребителям для планирования навигационного обеспечения на маршруте, в терминальных зонах (зоны аэропортов), при судовождении в проливных зонах и узкостях и т.д. ИСР должны получать информацию о состоянии ГЛОНАСС от ЦУС и средств мониторинга ГЛОНАСС, а также информацию о состоянии зарубежных ГНС и их дополнений от зарубежных ИСР и собственных средств мониторинга. Подробную информацию о состоянии и реальных точностных характеристиках ГНСС ГЛОНАСС и GPS можно получить на WEB-сайте Информационно-аналитического центра координатно-временного и навигационного обеспечения (ИАЦ КВНО) ЦУП ЦНИИМАШ (http://www.glonass-ianc.rsa.ru/).

Информирование потребителей ГА предполагается обеспечивать посредством использования Центра аэронавигационной информации и создания Аэронавигационной информационной системы.

4.5. Перспективы развития аппаратуры потребителей

Дальнейшее развитие НАП в части специализации связывается с расширением областей ее применения. Первоначальными задачами, решаемыми с помощью ГНС и РНС наземного базирования, являлись традиционные задачи навигации подвижных объектов. Достигнутый уровень технических и эксплуатационных характеристик резко раздвинул границы применения аппаратуры ГНС и наземных РНС и позволил охватить:

обеспечение транспортных средств (как военного, так и гражданского назначения);

обеспечение систем управления и идентификации (военного и гражданского назначения);

проведение топогеодезических и картографических работ;

синхронизацию систем связи, например автоматических идентификационных систем (АИС) и др.;

землеустроительные и другие «кадастровые» работы, мониторинг состояния земной коры;

обеспечение систем сотовой связи и выставки (коррекции) часов;

геологоразведочные работы и функционирование топливно-энергетического комплекса;

строительство и контроль протяженных и высотных сооружений;

работы в протяженных и глубоких карьерах и в других горнодобывающих предприятиях;

обеспечение систем стабилизации частоты электроэнергетических систем;

обеспечение точной агротехники, например при возделывании и обработке угодий, а также при обработке посевов ядохимикатами;

сопряжение с аппаратурой всемирной системы спасения терпящих бедствие объектов (ГМССБ);

обеспечение информационно-навигационных систем и комплексов;

ГИС-технологии.

Основные направления развития НАП среднеорбитальных ГНС приведены в табл. 4.5.

На основании анализа тенденций развития НАП ГНС и РНС наземного базирования можно выделить следующие общие направления ее развития:

1. Совершенствование характеристик аппаратуры:

повышение точностных характеристик;

повышение надежности, помехоустойчивости и электромагнитной совместимости;

обеспечение автономных методов контроля целостности системы;

расширение перечня сервисных задач;

уменьшение массогабаритных характеристик;

уменьшение стоимости аппаратуры для массового потребителя и ее доступности.

2. Расширение функциональных возможностей:

выработка углов пространственной ориентации, поправок системы курсоуказания, меток времени;

обеспечение возможности комплексирования аппаратуры с автономными навигационными системами объекта;

обеспечение возможности взаимодействия аппаратуры с автоматизированными информационными системами и системами управления движением.

3. Специализация аппаратуры по следующим типам:

военная (высокий уровень ТТХ, выполнение военных стандартов в полном объеме, надежность, помехозащищенность);

общего назначения (уровень ТТХ может снижаться за счет снижения стоимости);

специальная (уровень ТТХ, необходимый для выполнения специальных задач).

4. Создание унифицированного ряда функциональных элементов, узлов, блоков.

Такая аппаратура должна быть разработана в ближайшей перспективе, но в среднесрочной потребуется ее дальнейшее совершенствование или разработка новой аппаратуры с учетом перспектив развития ГНС и их функциональных дополнений.

Применительно к наземному транспорту требуется разработка комплексных навигационно-связных устройств. Типы и функциональные характеристики мобильного навигационно-связного оборудования определяются исходя из поставленных задач и особенностей базового технологического процесса, в котором участвует контролируемое транспортное средство. Если диспетчеру с водителем необходимо поддерживать голосовую связь, то такое транспортное средство должно оборудоваться полнофункциональным блоком. Автомобили и механизмы коммунального транспорта, водители которых получают задание в начале смены и в дальнейшем должны только контролироваться системой, могут оборудоваться спутниковым навигационно-связным блоком без голосовой связи.

Поскольку требования по контролю местоположения транспортного средства являются обязательными, мобильный блок должен включать в свой состав модуль спутниковой навигации и модуль передачи навигационных данных в диспетчерский центр. Технические требования к бортовому навигационно-связному блоку устанавливаются по ГОСТ Р 52456-2005 "Глобальная навигационная спутниковая система и глобальная система позиционирования. Приемник индивидуальный для автомобильного транспорта. Технические требования".

При этом спутниковый навигационный модуль должен обеспечить решение навигационных задач в темпе один раз в секунду. Навигационные данные должны записываться в темпе один раз в минуту и сохраняться в энергонезависимой памяти в течение не менее двух суток. По команде из центра текущие навигационные данные или любые хранимые в памяти блока навигационные данные должны быть предоставлены для передачи в диспетчерский центр.

Состав записи навигационных данных, получаемых от навигационного модуля, должны, в частности, включать следующие реквизиты:

• мировое время с точностью до одной секунды;
• навигация (широта, долгота) с точностью до одной тысячной минуты;
• скорость движения транспортного средства, м/с (с точностью до 0,2 м/с);
• курс, градус (с точностью до 1 градуса).

Требования обеспечения связи с транспортным средством являются также обязательными и поэтому мобильный блок должен включать в свой состав модуль радиосвязи. Вид радиосвязи определяется возможностями использования того или иного вида связи в конкретном городе и предъявляемыми требованиями к связи.

В общем случае может использоваться:

УКВ-радиосвязь;

сотовая связь.

Модуль связи должен обеспечить:

• обмен цифровой информацией мобильного блока с аппаратурой диспетчерского центра;
• голосовую связь диспетчеров с водителями транспортных средств в любой точке маршрута.

Обмен цифровой информацией должен производится в режиме "on-line". Режим "on-line" может быть реализован радиомодемами УКВ радиостанций или блоком GPRS сотовой связи. Преимуществом режима обмена данными данных "on-line" является возможность получения данных о работе транспортного средства в любой момент времени текущих оперативных суток. Голосовой режим может быть реализован отдельным модулем. Наличие голосового режима обязательно, поскольку транспортное средство или механизм могут переключаться диспетчером системы на другие объекты для устранения возникающих отклонений от плана и при возникновении нештатных ситуаций, связанных с уборкой улиц. Специфика автоматизированного учета работы механизмов заключается в том, что бортовой блок должен подключаться к датчикам рабочих органов, а также к датчику работы двигателя, устанавливаемый на транспортном средстве должен иметь датчик учета работы двигателя.

Время работы двигателя должно учитываться на основании специализированного признака "двигатель работает" в навигационных данных, поступающих не реже чем 1 раз в минуту и формируемого по сигналам датчика работы двигателя. Перечень реквизитов, которые должны передаваться диспетчерской системе от мобильного блока на базе УКВ связи или сотовой связи, приведен в табл. 4.6. Он может уточняться в интересах конкретных потребителей.

Одной из особенностей автомобильного и городского электрического транспорта, потенциально наиболее массовых потребителей спутниковой навигационной аппаратуры, является отсутствие вертикальных структур управления на федеральном уровне и во многих случаях - на уровне субъектов Федерации, что делает возможным использование только экономических, научно-технических и социальных стимулов при практическом внедрении спутниковых навигационных технологий. На автомобильном транспорте практически отсутствует нормативно-правовое и методологическое руководство со стороны крупных международных организаций (типа ИКАО, ИМО и аналогичных) по вопросам управления движением и информационного сопровождения перевозок. В этих условиях результаты выполнения мероприятий ФЦП ГЛОНАСС и настоящего Плана в интересах автомобильного и городского электрического транспорта можно считать в настоящее время единственным средством оказания научно-методической и нормативно-технической помощи по внедрению спутниковых навигационных систем для транспортных предприятий, перевозчиков, руководителей транспорта всех уровней и потребителей транспортных услуг.

При создании системы контроля и управления движением наземного транспорта, аппаратура, входящая в ее состав, решает следующие задачи:

Аппаратура транспортного средства:

непрерывное определение координат местоположения объекта и составляющих вектора скорости его движения в привязке к координированному всемирному времени;

автоматическая передача на диспетчерский пункт данных о местоположении объекта;

автоматическая передача на диспетчерский пункт сигнала "Авария".

Аппаратно-программный комплекс диспетчерского поста:

прием, запись и отображение в реальном масштабе времени информации о местоположении и состоянии контролируемых транспортных средств;

формирование отчетов в табличной форме;

сигнализация об отклонении транспортных средств от заданных маршрутов, об аварийных и нештатных ситуациях;

нанесение поступающей информации о местоположении и состоянии транспортных средств на электронную карту;

совместное функционирование нескольких диспетчерских постов на общем цифровом радиополе;

работа в сети по технологии клиент-сервер с распределением поступающей информации между диспетчерами;

составление маршрутов движения транспортных средств, схематичных карт местности;

автоматическое слежение за движением одного или нескольких транспортных средств;

круглосуточный режим работы.

Автоматизированная радионавигационная система диспетчерского контроля местоположения и состояния автотранспорта может быть дифференцирована по следующим группам потребителей:

1. Системы управления муниципальным транспортом (автобусы, троллейбусы, трамваи, транспорт жилищно-коммунальных хозяйств, транспорт доставки продовольственных и промышленных товаров населению, пожарная служба, скорая помощь, службы водо-, газо- и электроснабжения).

2. Мониторинг, идентификация и управление транспортом на карьерных и терминальных перевозках.

3. Системы управления технологическим транспортом в области строительства и ремонта автомобильных дорог.

4. Системы мониторинга, идентификации и управления перевозками крупногабаритных, высокотоннажных и экологически опасных грузов.

5. Системы управления транспортом ведомственных и коммерческих организаций (внутригородские и пригородные перевозки).

6. Системы управления транспортом магистральных перевозчиков.

При создании аппаратуры для средств наблюдения в качестве сервисной задачи целесообразно также предусмотреть определение площадей участков территории при обходе по контуру.

Требования по разработке навигационно-информационной системы предъявляет, к примеру, и МВД России. Такая система должна включать: навигационный блок с передачей по каналам сотовой связи или УКВ-радиосвязи навигационных параметров автомобиля в центр мониторинга и возможностью определения местоположения по базовым станциям сотовой связи или навигационный блок с маломощным радиопередатчиком небольшого радиуса действия (до 100 м), обеспечивающим "выгрузку" содержимого памяти в "считыватель" автоматически либо по запросу и др.

4.6. Система фундаментального обеспечения космических навигационных систем

Система фундаментального обеспечения КНС предназначена, главным образом, для установления и поддержания фундаментальных (небесной и земной) систем отсчета и мониторинга параметров их взаимной ориентации с высокой точностью. Эти данные используются в любой радионавигационной системе космического базирования.

Основой системы фундаментального обеспечения является комплекс "Квазар-КВО", на котором проводятся наблюдения внегалактических радиоисточников методом радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ). Метод РСДБ является единственным методом космической геодезии, позволяющим определять полный набор параметров, необходимых для установления взаимной ориентации земной и небесной систем координат.

Первая очередь комплекса "Квазар-КВО" создана на базе 3-х обсерваторий, каждая из которых оснащена 32-метровой полноповоротной антенной с системой управления, системами частотно-временной синхронизации, приема, преобразования и регистрации сигналов.

Наблюдения внегалактических радиоисточников ведутся как в глобальном (по международным программам), так и автономном (в рамках отечественных программ) режимах. Благодаря участию обсерваторий комплекса в международных программах РСДБ-наблюдений их координаты согласованы с Международной земной системой координат (ITRF - International Terrestrial reference Frame), а групповая шкала атомного времени - с международной шкалой координированного атомного времени UTC.

На обсерваториях ведутся также непрерывные наблюдения ГНС ГЛОНАСС и GPS, мониторинг метеопараметров и локальных геодезических сетей.

5. СНИЖЕНИЕ УЯЗВИМОСТИ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Уязвимость РНС определяется следующими факторами:

влиянием непреднамеренных и преднамеренных помех,

возникновением системных отказов,

возможностью физического поражения элементов систем (КА, наземных средств, линий связи).

Предварительная оценка показывает, что для наземных РНС наибольшую угрозу представляет физическое поражение наземного оборудования, в первую очередь - антенных систем, имеющих наибольшие размеры, высоту или протяженность. Для приемных радиосредств длинноволнового и средневолнового диапазонов существенную угрозу представляют атмосферные помехи, помехи, обусловленные электризацией корпуса самолета и т.д.

Для ГНС наибольшую угрозу представляют преднамеренные и непреднамеренные помехи навигационной аппаратуре потребителей, поскольку мощность принимаемых сигналов очень мала и находится на уровне -160 дБВт - -161 дБВт. Воздействия помех могут быть по каналам ГЛОНАСС, GPS, ГАЛИЛЕО, EGNOS, MSAS и локальных ДПС типа GBAS.

Целесообразно использовать комбинацию методов, способов и путей снижения уязвимости.

В качестве одного из важнейших методов защиты от помех КНС ГЛОНАСС следует рассматривать расширение состава частот сигналов. Такие усилия предприняты, в частности, применительно к GPS и ГАЛИЛЕО, посредством ввода сигналов в диапазонах L2 и L3 ГЛОНАСС, L1C и L5 GPS.

При этом необходима интеграция ГНС ГЛОНАСС и GPS, а также наземных систем на уровне НАП.

Второй метод также предполагает реализацию средств защиты от помех в бортовой спутниковой аппаратуре. Это обусловлено тем, что наземные средства могут быть недостаточно надежными и оперативными. Он связан с существенным изменением взглядов на спутниковую аппаратуру как на нечто абсолютно надежное и "неподвижное" и предполагает:

создание блока анализа электромагнитной обстановки и использование внутренних обнаружителей помех;

создание специальных схем и алгоритмов подавления помех (фильтров, развязок, и т.д.);

использование алгоритмов сглаживания кодовых измерений с привлечением измерений фазы несущей;

использование управления пространственной избирательностью синтезируемых антенных систем, в том числе с "нулями" в направлении на помеху.

Важным способом придания устойчивости навигационному обеспечению является резервирование, комплексирование и интегрирование навигационных систем различных принципов действия и различного базирования. Основным системным методом снижения уязвимости является интегрирование с бортовыми автономными системами, предполагающее:

использование информации автономных и других систем на борту подвижных средств для сужения полосы пропускания следящих трактов приемников ГНС;

определение навигационных параметров по данным автономных средств и ГНС в навигационном комплексе и использование этих данных при решении всех задач.

6. ПОЛИТИКА В ОБЛАСТИ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ОПЕРАТИВНЫЕ ПЛАНЫ ИХ РАЗВИТИЯ

6.1. Основные подходы к развитию средств радионавигации

1. После 2010 г. основу радионавигационного обеспечения российских потребителей должна составлять национальная глобальная навигационная система расширенного состава ГЛОНАСС, американская GPS, а затем (после 2014 г.) и ГАЛИЛЕО (как вспомогательные).

После 2010 г. потребители ГНС "Цикада-М" будут переводиться на обслуживание ГНС ГЛОНАСС, и эксплуатация этой системы будет прекращена. Предполагаемый срок вывода системы "Цикада-М" из эксплуатации 2013 год. В результате этого система ГЛОНАСС станет единственной отечественной космической навигационной системой, обеспечивающей потребителей навигационной информацией.

Работы по развитию ГЛОНАСС будут продолжаться в соответствии с ФЦП "Глобальная навигационная система", 2002 - 2011 гг., а также с находящейся в стадии подготовки ФЦП поддержания, развития и использования ГЛОНАСС на 2012 - 2020 гг., в состав госзаказчиков которой должны быть введены дополнительно МВД России и МЧС России, и проектом "Концепции системы КВНО военных и специальных потребителей".

ГНС ГЛОНАСС будет использоваться практически всеми потребителями. В частности, стандартный режим ГЛОНАСС должен обеспечивать навигацию морских судов в открытом море. Навигационное обеспечение морских и речных судов в прибрежных и проливных зонах, узкостях, гаванях и в портах, на внутренних водных путях будет осуществляться с помощью функциональных дополнений - МДПС.

Стандартный режим ГЛОНАСС и GPS будет использоваться авиацией при полетах по маршруту, в терминальной зоне и при неточном заходе на посадку. В рассматриваемый период должно продолжиться внедрение авиационных локальных ДПС для некатегорированной посадки и посадки по I категории, а также работы по оценке возможностей использования СДКМ и РДПС.

В ближайшей перспективе совместно со спутниковыми навигационными системами предусматривается использование традиционных систем радионавигации на базе наземных средств РМА-90, РМД-90, DVOR-2000, DME-2000, которые позволяют обеспечить требуемый уровень целостности и непрерывности обслуживания полетов воздушных судов.

Для обеспечения посадки по категориям будут использоваться системы точного захода на посадку типа СП-75, -80, -90, -200 и ПРМГ, а также авиационные локальные ДПС типа GBAS.

Для обеспечения прецизионных измерений в интересах гидрографии и специальных задач будут использоваться РНС типа ГРАС (ГРАС-2), "Крабик-Б", "Крабик-БМ". За другими системами (типа РСБН, "Чайка", "Маршрут" и др.) оставляются функции резервирования и/или функциональных дополнений.

Автотранспорт всех ведомств, включая МВД России и др., в предстоящий период будет использовать информацию ГЛОНАСС в стандартном и дифференциальном режиме; контрольные станции ДПС при этом будут входить в состав соответствующих центров управления и опорных пунктов.

В соответствии с "Концепцией и программой внедрения спутниковых технологий в основную деятельность ОАО "РЖД", утвержденном ОАО "РЖД" 16 декабря 2008 г. для обеспечения устойчивости функционирования и повышения точности позиционирования на подвижных объектах железнодорожного транспорта необходимо внедрение мультисистемной ГЛОНАСС/GPS, а в перспективе ГЛОНАСС/GPS/ГАЛИЛЕО, навигационной аппаратуры с корректирующими поправками, получаемыми с помощью Российской спутниковой широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ).

Если СДКМ после ее ввода в действие в штатном режиме обеспечит определение координат в реальном времени с точностью до 3 м (в плоскости: 1,0 - 1,5 м, по высоте: 2,0 - 3,0 м) на всей территории Российской Федерации, то она вполне удовлетворит требованиям железнодорожных систем мониторинга и контроля подвижных систем путевой диагностики и путевых ремонтных машин. При этом будут обеспечены необходимые характеристики по устойчивости и непрерывности функционирования.

Ожидается также, что при использовании смешанных созвездий ГЛОНАСС/GPS, а в перспективе ГЛОНАСС/GPS/ГАЛИЛЕО, широкозонная коррекция позволит повысить точность местоопределения в 2 - 3 раза и довести ее до уровня 0,5 - 0,8 м (в плоскости) и 0,7 - 1,0 м (по высоте), а с увеличением численности группировки и дальнейшего совершенствования ГЛОНАСС и СДКМ точность местоопределения может достичь величины 0,3 - 0,7 м, что позволит удовлетворить требования железнодорожных автоматизированных систем, требующих позиционирования с точностью "до колеи".

Обеспечение "сантиметрового" уровня точности (по уровню 0,997) определения координат в реальном времени (в плоскости 2 см, по высоте 6 см) в радиусе до 200 км относительно опорных станций (дальность действия определяется возможностями каналов доставки корректирующей информации) позволит обеспечить и решение ряда геодезических задач для железнодорожного транспорта.

Создание высокоточных спутниковых систем координатного обеспечения на основе развертывания и использования наземных подсистем дифференциальной коррекции при использовании сетей спутниковых референцных станций, обеспечивает в режиме реального времени вычисление поправок, позволяющих довести точность определения местоположения до 2 - 3 см в режиме реального времени и 2 - 4 мм в постобработке.

Железнодорожные локальные подсистемы дифференциальной коррекции способны обеспечивать решение практически всех задач в области капитального строительства и путевого хозяйства, а также последующей эксплуатации железной дороги, особенно там, где требуется высокоточное координатно-временное определение положения того или иного объекта в пространстве, а именно:

трассирование при выборе трассы проектируемой железной дороги, а также полевое трассирование с выносом в натуру объектов путевой инфраструктуры, съемка продольного и поперечного профиля трассы;

спутниковые геодезические определения координат и мониторинг положения объектов путевой инфраструктуры: мосты, тоннели, платформы, опоры контактной сети, светофоры, сигнальные указатели и знаки и др., а также подвижки земной поверхности в потенциально-опасных местах возникновения неблагоприятных природно-техногенных явлений.

В интересах геодезических и картографических работ железнодорожных и других потребителей, кадастра, инженерного обеспечения гражданского строительства планируется широкое использование информации ГНС ГЛОНАСС, GPS и ГАЛИЛЕО в основном в относительном и дифференциальном режимах с использованием фазовых измерений дифференциальных и референцных станций. Общая потребность в таких станциях может составить до 530 единиц.

При решении вопроса высокоточного позиционирования (определения координат) для наземных пользователей необходимо выделение частотного диапазона для передачи дифференциальных поправок (информации референцных станций) потребителям.

2. В интересах повышения точности и надежности навигационного обеспечения целесообразно продолжить интегрированное использование ГЛОНАСС, GPS, ГАЛИЛЕО и их дополнений.

3. Развитие и эксплуатацию системы ГЛОНАСС следует осуществлять таким образом, чтобы она давала потребительский и экономический эффект, соответствующий потенциальным возможностям ее состава в конкретном периоде. Реализация этого принципа обеспечивается сбалансированным развитием всех элементов системы ГЛОНАСС в рамках выделенных ассигнований с использованием механизма частно-государственного партнерства.

4. Дальнейшее развитие системы ГЛОНАСС планируется осуществлять как системы двойного назначения в рамках федеральной целевой программы "Глобальная навигационная система" и ФЦП поддержания, развития и использования ГЛОНАСС на 2012 - 2020 гг., что должно обеспечить ускорение создания перспективных космических средств, увязку по срокам, возможностям и ресурсам деятельности предприятий космической отрасли России, а также формирование рынка услуг на основе ресурсов координационно-временной и навигационной информации.

При этом должна быть обеспечена безопасность использования ГНС ГЛОНАСС, в том числе, и при сотрудничестве с иностранными государствами.

В целях ускорения развития всех элементов радионавигационных систем необходимо создание конкурентной среды, а также привлечение профессиональных участников рынка, включая операторов связи, поставщиков информационных услуг и системных интеграторов.

5. В системе ГЛОНАСС планируется сохранить каналы высокой и стандартной точности, что позволит разрешить противоречие, свойственное системам двойного назначения, обеспечение решения военных задач и, одновременно, выполнение международных обязательств по предоставлению навигационных услуг гражданским потребителям.

6. Система должна совершенствоваться в соответствии с перспективными требованиями потребителей в следующих направлениях:

• повышение точности, помехоустойчивости и надежности навигационного обеспечения;
• расширение номенклатуры решаемых задач;
• снижение затрат на эксплуатацию и поддержание орбитальной группировки и т.д.

7. Основная доля финансирования НИОКР и серийных поставок по развитию системы ГЛОНАСС должна быть государственной, поскольку в условиях бесплатного предоставления навигационной информации система является высокозатратной и поэтому рассчитывать на серьезные внебюджетные инвестиции возможно только в исключительных случаях.

8. Должна быть проработана реализация режима возможного обеспечения дополнительных услуг. Доход от этого должен быть направлен на компенсацию эксплуатационных затрат.

9. Важным элементом будущей перспективной системы КВНО потребителей на базе ГЛОНАСС должна стать система мониторинга радиопомех. Создание этой системы вызвано ростом промышленного производства, появлением большого количества навигационно-связных систем, повышением уровня естественных помех, а также возможность создания искусственных помех (в т.ч. создаваемых в преступных целях).

10. При проведении работ по развитию и эксплуатации РНС необходимо реализовать комплекс мероприятий по метрологическому обеспечению их разработки, производства и эксплуатации, направленных на достижение требуемой точности измерения координат и определения времени посредством совершенствования характеристик аппаратуры и передачи размеров единиц от государственных эталонов к средствам измерения.

6.2. ГНС ГЛОНАСС

Основы государственной политики в области развития и использования системы ГЛОНАСС предусматривают следующее:

система ГЛОНАСС является важной частью государственной инфраструктуры, обеспечивающей национальную безопасность и экономическое развитие страны;

развитие и поддержание средств навигационного и координатно-временного обеспечения является функцией и ответственностью государства;

базовые гражданские навигационные услуги предоставляются всем потребителям на безвозмездной основе. Открыт доступ к информации для разработки и применения навигационной аппаратуры гражданского назначения;

применение отечественных навигационных средств является обязательным для государственных структур и основных отраслей экономики;

расширение международного сотрудничества в области спутниковой навигации с целью обеспечения совместимости и взаимодополняемости системы ГЛОНАСС с другими глобальными и региональными навигационными системами и создания условий для широкомасштабного их использования.

В период до 2011 г. (включительно) в соответствии с ФЦП "Глобальная навигационная система" (2002 - 2011 гг.) планируется и осуществляется:

Доведение численности КА в ОГ до 24 и более (табл. 6.1).

┌──────────────┬─────┬─────┬────┬────┬─────┬──────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬┐
<pre class="legal-pre">│          Годы│2010 │2011 │2012│2013│2014 │ 2015 │2016 │2017 │2018 │2019 │2020 │2021 ││
│Система       │     │     │    │    │     │      │     │     │     │     │     │     ││</pre>
├──────────────┼─────┴─────┴────┴────┴─────┴──────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┼┤
<pre class="legal-pre">│ОГ ГНС        │Запуск "Глонасс-К"                                                    ││
│ГЛОНАСС       │_____________________________________________________________________ ││
│Все потреби-  │24 - 28 КА 30 КА      30 - 32 КА   30 - 32 КА  30 - 32 КА  30 - 32 КА ││
│тели          │                                                                      ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│СКДМ          │ ____________________________________________________________________ ││
│              │      Разработка      2014 Ввод в эксплуатацию системы полного состава││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│Цикада-М      │ _________________                                                    ││
│Морской флот, │              Прекращение эксплуатации и переход на ГЛОНАСС           ││
│ВМФ           │                                                                      ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│МДПС          │ ____________________________________________________________________ ││
│Морской и реч-│             22               27                49                    ││
│ной флот, ВМФ │                                                                      ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│АЛДПС         │ ____________________________________________________________________ ││
│GBAS          │   20 8 - 10 ЛККС в год Эксплуатация и развитие                       ││
│ГА, МО        │                                                                      ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
│РДПС на основе│ ____________________________________________________________________ ││
<pre class="legal-pre">│ИФРНС, МО,    │ ОКР "ЧАЙКА-СНС" "СНС-Восток" "СНС-Север"      Эксплуатация и развитие││
│морской флот  │                                                                      ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│Центры        │ ____________________________________________________________________ ││
│управления и  │ 30                              110 Эксплуатация и развитие          ││
│диспетчерские │                                                                      ││
│пункты        │                                                                      ││
│наземного     │                                                                      ││
│транспорта    │                                                                      ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
│Геодезические │ ____________________________________________________________________ ││
│ДПС           │                      530                  Эксплуатация и развитие    ││
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│Парк НАП      │ ____________________________________________________________________ ││
│ГНС           │             300000                      Эксплуатация и развитие      ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│Альфа         │ _____________________________________                                ││
│"Маршрут", МО │ 4 станции                  Решение вопроса о дальнейшем использовании││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│Чайка, "Тро-  │ ____________________________________________________________________ ││
│пик-2П", МО   │Модернизация по ОКР "Пустырник" и "Скорпион"  Продолжение эксплуатации││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│Марс-75, ВМФ  │ ____________________________________________________________________ ││
│              │ Эксплуатация и замена по мере выработки ресурса разрабатываемой РНС  ││
│              │ "Скорпион"                                                           ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│РСБН, МО      │ ____________________________________________________________________ ││
│              │ Перевод в разрешенную часть диапазона частот                         ││
│              │            Эксплуатация в качестве основного средства БН             ││
│              │                                                   Резервное средство ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
│РМА-90, РМД-90│ ____________________________________________________________________ ││
<pre class="legal-pre">│ВОР/ДМЕ,      │ Основное средство для обеспечения маршрутных полетов и неточных      ││
│DVOR-2000,    │ заходов; развитие, будет использоваться, пока это экономически       ││
│DME-2000, ГА, │ целесообразно                                                        ││
│МО            │                                                                      ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│Комплекс      │ ____________________________________________________________________ ││
│ПРС-АРК, ГА,  │     Основное средство до оснащения воздушных судов перспективными    ││
│МО            │     навигационными средствами                                        ││
│              │                           Резервное и аварийное средство             ││
│              │                           Постепенное снижение числа систем          ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│РНС БРАС-3    │ ______________                                                       ││
│и РС-10, ВМФ  │                Эксплуатация РНС до выработки ресурса - замена на     ││
│              │                "Спрут" и МДПС                                        ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
│ГРАС (ГРАС-2),│ ____________________________________________________________________ ││
<pre class="legal-pre">│"Крабик-Б     │ ГРАС (ГРАС-2), "Крабик-Б" по мере выработки ресурса заменяются       ││
│(БМ)", ВМФ    │ на "Крабик-БМ"                                                       ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
<pre class="legal-pre">│СП-75 (-80,   │ ____________________________________________________________________ ││
│90, 200), ГА, │ Эксплуатация пока это будет экономически целесообразно. Возможна     ││
│МО            │ замена систем I категории на АЛДПС                                   ││</pre>
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────────┼┤
│Системы ПРМГ-5│ ____________________________________________________________________ ││
<pre class="legal-pre">│(76У), МО     │ Доработки и модернизации                                             ││
│              │ систем для работы в                                                  ││
│              │ разрешенной части                                                    ││
│              │ диапазона частот                                                     ││
│              │                           Замена части систем на АЛДПС               ││
│              │                     Продолжение эксплуатации до 2015 г.              ││</pre>
└──────────────┴──────────────────────────────────────────────────────────────────────┴┘

Повышение основных ТТХ КНС ГЛОНАСС за счет использования межспутниковых измерений (МСИ).

Расширение номенклатуры решаемых задач (обеспечение обнаружения терпящих бедствие объектов).

Увеличение точности навигационных определений в 2 — 2,5 раза.

Расширение использования межспутниковой радиолинии для обеспечения целостности, передачи информации о терпящих бедствие объектах, оперативного управления и контроля КА и др.

Перевод потребителей наземных навигационных систем на обслуживание системой ГЛОНАСС.

Развертывание новых средств глобального мониторинга целостности ГНС ГЛОНАСС; дальнейшая модернизация средств наземного комплекса управления и средств решения фундаментальных задач в интересах системы ГЛОНАСС, достижение характеристик системы ГЛОНАСС, сопоставимых с зарубежными аналогами.

Создание космического аппарата нового поколения «Глонасс-К», обеспечивающего решение задач на качественно новом уровне, сопоставимом с уровнем космических аппаратов систем GPS и ГАЛИЛЕО.

Формирование основы для внедрения услуг на базе системы ГЛОНАСС путем создания и организации серийного производства конкурентоспособных образцов отечественной навигационной аппаратуры потребителей, работающей по сигналам ГЛОНАСС, GPS и ГАЛИЛЕО, создания открытых цифровых навигационных карт, реализации пилотных проектов в различных отраслях экономики Российской Федерации, создания необходимой нормативной правовой базы; проводятся мероприятия, направленные на использование системы ГЛОНАСС в глобальном масштабе.

Поддержание и даже увеличение штатной орбитальной группировки путем запуска космических аппаратов «Глонасс-К».

Обеспечение достижения характеристик системы ГЛОНАСС до уровня конкурентоспособности, сопоставимого с зарубежными аналогами.

Завершение мероприятий ФЦП «Глобальная навигационная система» по созданию навигационной аппаратуры потребителей, внедрению технологий спутниковой навигации в различных отраслях экономики.

Создание условий для внедрения навигационных услуг с использованием системы ГЛОНАСС.

Завершение работы по комплексированию радиотехнических систем дальней навигации с системой ГЛОНАСС.

Обеспечение использования системы ГЛОНАСС в глобальном масштабе в соответствии с международными стандартами, регламентирующими применение глобальных навигационных спутниковых систем.

В соответствии с основными приоритетами ФЦП «Глобальная навигационная система» и ФЦП поддержания, развития и использования ГЛОНАСС на 2012 — 2020 гг. развитие орбитальной группировки (ОГ) и потребительского сегмента должно осуществляться сбалансированно. Важнейшими мероприятиями в этой области являются:

• наращивание ОГ ГНС ГЛОНАСС с использованием КА «Глонасс-М»;
• развертывание массового производства НАП, конкурентоспособной с лучшими зарубежными образцами, в том числе и по стоимостным показателям.

В настоящее время средства ГНС ГЛОНАСС достаточно активно внедряются в различные транспортные системы. Как показал анализ имеющегося опыта в переводе морских потребителей с обслуживания ГНС «Цикада» и «Цикада-М» на обслуживание системой ГЛОНАСС, потребовалась не только замена НАП, но и проработка вопросов, связанных с увязкой с информационными контурами потребителей, штурманским оборудованием, со сроками ремонта кораблей и решением проблем ЭМС. Это вызвало необходимость серьезной научной проработки указанных проблем, а также дополнительных организационных усилий и финансовых затрат.

В то же время наблюдается тенденция по оснащению отечественных объектов НАП зарубежного производства. В связи с этим целесообразно:

использовать положительный опыт Федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии, которая разработала Федеральную целевую программу перевода геодезического обеспечения на спутниковые технологии, и разработать программы перехода на спутниковые технологии всем другим заинтересованным ведомствам;

государственные объекты и транспортные средства, действующие в системах безопасности движения, оснащать только совмещенными приемниками ГЛОНАСС/GPS в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 25 августа 2008 г. № 641;

оснащение потребителей осуществлять совмещенными приемниками преимущественно российского производства, что обеспечит поддержку отечественных предприятий; изготавливать современную НАП с ТТХ, не уступающими зарубежным аналогам, что в состоянии делать многие предприятия России (табл. А.1).

Дальнейшие работы предполагается проводить в соответствии с Федеральной целевой программой по поддержанию, развитию и использованию системы ГЛОНАСС на 2012 — 2020 годы. Цели этой ФЦП:

массовое внедрение отечественных навигационных технологий;

гарантированное предоставление потребителям всех категорий навигационных услуг с учетом непрерывно возрастающих требований к ним в интересах национальной безопасности и социально-экономического развития Российской Федерации;

укрепления лидирующих позиций России в области глобальной спутниковой навигации за счет поддержания и развития системы ГЛОНАСС;

дальнейшее улучшение характеристик системы ГЛОНАСС, расширения функциональных возможностей, условий и сфер использования;

сбалансированное развитие составных частей системы ГЛОНАСС.

В области разработки перспективных средств ГНС ГЛОНАСС основной задачей является завершение ОКР по созданию КА «Глонасс-К» с улучшенными ТТХ и проведение его летных испытаний с 2010 г. Основные качественные отличия КА «Глонасс-К» от КА «Глонасс-М» состоят в повышенном сроке активного существования (до 10 лет), наличии МСИ в полном объеме и аппаратуры, позволяющей решать задачу обнаружения терпящих бедствие объектов в реальном масштабе времени с точностью определения места аварии от 100 м. На смену этим КА должен прийти КА «Глонасс-КМ». При этом предполагается поддержание группировки КА на уровне ~ 30 — 32 единиц (табл. 6.1).

В соответствии с интересами национальной безопасности и расширением использования аппаратуры спутниковой навигации при развитии навигационных сигналов планируется сохранение существующих навигационных сигналов, обеспечивающих работоспособность существующего парка аппаратуры потребителей.

Функционирование орбитальной группировки должно поддерживаться совершенствованием орбитальной структуры, повышением автономности эфемеридно-временного обеспечения ГЛОНАСС, в том числе переносом основных функций ЭВО на борт КА, развитием и поддержанием инфраструктуры формирования базовых навигационных полей. В частности, совершенствование НКУ предполагает развертывание глобальной сети наземных измерительных средств (ИС), формирование высокостабильной шкалы системного времени и обеспечение ее синхронизации с государственным эталоном UTC (SU), повышение точностных характеристик ИС, повышение живучести и помехозащищенности средств НКУ ГЛОНАСС.

Планируется создание к 2014 г. и развитие СДКМ. В частности, предполагается развернуть 8 опорно-измерительных (контрольных) станций — Мурманская обл. (Ловозеро), Екатеринбург, Тюменская обл. (Ноябрьск), Республика Саха (Якутск и Тикси), Магадан, Владивосток и Южно-Сахалинск. Предполагается дальнейшее развитие системы и с использованием глобальной сети станций сбора измерений СДКМ в пунктах за рубежом: Антарктида (Новолазаревская), Австралия (Брисбен), Никарагуа (Манагуа), Бразилия (Натал) и Индонезия (Джакарта).

Передачу информации потребителям предполагается вести с помощью передатчиков сигналов геостационарных космических аппаратов (ГКА) «Луч-5А», Луч-5Б» и «Луч-4» с точками стояния соответственно 16° з.д., 95° в.д. и 167° в.д., запуск которых намечен на 2011, 2012 и 2014 гг. соответственно.

Планируется также создание в рамках СДКМ системы высокоточного позиционирования с точностью навигационных определений на территории Российской Федерации и стран СНГ на уровне 3 — 5 см в реальном масштабе времени.

6.3. Морские ДПС ГНС

МДПС рассматриваются в качестве наиболее перспективных средств навигационного обеспечения мореплавания в прибрежных и проливных зонах, портах и узкостях, обеспечения водного транспорта на внутренних водных путях. МДПС имеют также возможности повышения точности местоопределения для решения таких задач, как выполнение гидрографических работ, прокладка подводных трубопроводов и автоматическая постановка в док при использовании фазовых методов определения навигационных параметров.

В соответствии с программой работ по ФЦП ГЛОНАСС в Российской Федерации должны быть введены в строй 49 ККС МДПС, 22 из которых на побережье морей Российской Федерации и по Северному морскому пути, а остальные 27 на внутренних водных путях России (табл. 6.1).

В целях недопущения взаимных помех смежных станций МДПС и радиомаяков (отечественных и сопредельных стран) под эгидой МАМС выполнена координация частотных присвоений в полосе Радионавигации 300 кГц для Европейской морской зоны. 18 сентября 2001 года соответствующий Частотный план был введен в действие. По решению 14 сессии FERNS создана рабочая группа из представителей стран — участниц Совета для разработки соответствующего Частотного плана по Дальневосточной морской зоне.

МДПС России предоставляется отечественным и зарубежным потребителям в бесплатное и доступное пользование, при объявлении о вводе каждой из МДПС в штатную эксплуатацию Российская Федерация гарантирует соответствие ее характеристик международным нормам и несет ответственность за качество функционирования данного средства навигационного оборудования.

6.4. Авиационные ЛДПС типа GBAS и РДПС типа GRAS

В настоящее время разработана, сертифицирована и принята для оснащения аэродромов гражданской авиации Российской Федерации наземная контрольно-корректирующая станция ЛККС-А-2000 производства НППФ «Спектр». Данная система соответствует требованиям выполнения посадки по I категории ИКАО. В дальнейшем, после разработки и принятия соответствующих SARPs ИКАО, предполагается ее доработка до требований II и III категорий. К концу 2010 г. в аэроузловых зонах и аэродромах Российской Федерации должно быть установлено 20 наземных контрольно-корректирующих станций ЛККС-А-2000. В последующие годы предполагается установка 8 — 10 станций в год, в соответствии с планами Росавиации.

Разработана и сертифицируется отечественная бортовая аппаратура GBAS. Разрабатываются нормативная база и конструкторская документация, необходимые для установки данной аппаратуры на различных типах воздушных судов и ее использования.

В настоящее время создание и применение в Российской Федерации региональных систем функционального дополнения типа GRAS не предполагается.

6.5. Региональные ДПС на основе ИФРНС

Предусматривается создание региональной (для Европейской территории Российской Федерации) дифференциальной подсистемы на базе передающих станций ИФРНС «Тропик-2Е» («Чайка») в городах Петрозаводск, Сызрань, Карачев в соответствии с ОКР «Чайка-СНС» ФЦП «Глобальная навигационная система», а также ОКР «Пустырник». Создание аналогичных ДПС на основе мобильных ИФРНС «Тропик-2П» должно проводиться в ходе ОКР «Скорпион» (табл. 6.1).

Предполагается создание РДПС на основе РНС «Тропик-2В» — ОКР «СНС-Восток», «Тропик-2С» — ОКР «СНС-Север», Северо-Кавказской РНС «Тропик-2П» — ОКР «СНС-Юг» в рамках ФЦП «Глобальная навигационная система».

6.6. Центры управления и диспетчерские пункты наземного транспорта

Предусматривается создание и использование за пятилетие свыше 110 центров управления и диспетчерских пунктов автомобильного и городского электрического транспорта с дифференциальными опорными станциями.

6.7. Геодезические ДПС

В соответствии с ФЦП «Глобальная навигационная система» и ФЦП поддержания, развития и использования ГЛОНАСС на 2012 — 2020 гг. предусмотрено создание сети спутниковых дифференциальных геодезических станций (СДГС) на базе наблюдений спутниковой навигационной системы ГЛОНАСС. При этом для оснащения служб геодезии, картографии и землеустройства в пределах пятилетия существует потребность в более чем 530 опорных (референцных) дифференциальных станциях.

6.8. Производство и внедрение потребительской аппаратуры ГНС

К настоящему времени было разработано более 70 типов навигационно-временной аппаратуры гражданского и специального назначения, сравнимых по техническим характеристикам с зарубежными аналогами, включая разработку и освоение производства образцов приемоизмерительных модулей навигационных приемников, работающих по сигналам систем ГЛОНАСС и GPS. Уже к концу 2011 года должен быть ряд образцов навигационно-временной аппаратуры гражданского и специального назначения, в том числе не менее 5 базовых модулей нового поколения мультисистемных (ГЛОНАСС, GPS, ГАЛИЛЕО) навигационных приемников и 20 образцов навигационно-временной аппаратуры гражданского назначения и систем на ее основе.

Основная задача при этом — развитие элементной базы с разработкой базового чипа ГЛОНАСС/GPS на одном кристалле.

Требуемый объем НАП для госсектора составит до 2012 г. включительно около 300000 комплектов. Объем сектора массовых потребителей в несколько раз превосходит потребности потребителей госсектора.

6.9. Радиотехнические системы дальней навигации

Радиотехнические системы дальней навигации «Маршрут», «Тропик-2» («Чайка»), «Тропик-2П», «Марс-75» остаются (табл. 6.1) в качестве важных средств коррекции автономного счисления ЛА военного назначения и морских судов. По мере внедрения ГНС за ними будут оставаться функции резервных систем и функциональных дополнений (системы «Тропик-2», «Тропик-2П»).

Эксплуатация системы «Маршрут» («Альфа») в составе 4-х станций будет продолжаться до 2020 года, после чего будет решаться вопрос о целесообразности ее дальнейшего использования.

Системы «Тропик-2» («Чайка») модернизируются в ходе ОКР «Пустырник» и продолжают работать вплоть до 2020 года.

Система «Тропик-2П» модернизируется в ходе ОКР; «Скорпион» продолжает работать вплоть до 2020 года.

Эксплуатация действующих цепей РНС «Марс-75» планируется до выработки технического ресурса. Предполагается их заменена разрабатываемой в настоящее время системой «Скорпион», которая будет работать, по крайней мере, до 2020 года.

6.10. Радиотехнические системы ближней навигации

РСБН

Система РСБН-4Н (-8Н) будет продолжать работать в разрешенном диапазоне частот в качестве основного средства ближней навигации военных самолетов и вертолетов, по крайней мере, до 2012 года (табл. 6.1) и затем в качестве резервного средства. При этом должны проводиться необходимые мероприятия, связанные с корректировкой диапазона частот, и по поддержанию маяков в работоспособном состоянии.

Комплекс РМА-90, РМД-90, DVOR-2000, DME-2000 (типа ВОР/ДМЕ)

Комплекс совместим с зарубежной аппаратурой типа ВОР/ДМЕ и обеспечивает самолетовождение по воздушным трассам и в районах аэродромов Российской Федерации, является основным радионавигационным средством в гражданской авиации и будет использоваться, пока это экономически целесообразно (табл. 6.1).

Комплекс ПРС-АРК

Комплекс ПРС-АРК будет продолжать использоваться в качестве радионавигационного средства обеспечения воздушных судов до момента их оснащения перспективными навигационными средствами, а затем в качестве резервного и аварийного навигационного средства с постепенным снижением числа систем (табл. 6.1).

РНС БРАС-3 и РС-10

Разностно-дальномерные радионавигационные системы БРАС-3 и РС-10 предназначены для обеспечения судовождения в прибрежной зоне плавания и при подходе к портам. Эксплуатация действующих цепей РНС планируется до выработки технического ресурса. Будет заменена разрабатываемой в настоящее время системой «Спрут» и МДПС (табл. 6.1).

Системы ГРАС (ГРАС-2), «Крабик-Б», «Крабик-БМ»

Дальномерные радионавигационные системы ГРАС (ГРАС-2), «Крабик-Б» по-прежнему будут обеспечивать решение задач высокоточной геодезической привязки подвижных и стационарных надводных объектов в прибрежной зоне, специальных задач и задач гидрографии, требующих ультравысокой точности определения местоположения. По мере выработки технического ресурса они будут сниматься с эксплуатации и заменяться разработанным в настоящее время радиогеодезическим комплексом «Крабик-БМ» (табл. 6.1).

6.11. Системы посадки

Системы СП-75 (-80, -90, -200)

Будучи стандартным средством обеспечения посадки ВС международной гражданской авиации (аналогом ИЛС), системы СП-75 (-80, -90, -200) будут эксплуатироваться, пока это будет экономически целесообразно (решение ИКАО). Возможна замена систем I категории на АЛДПС (табл. 6.1).

Системы ПРМГ-5 (76У)

Являясь основными инструментальными средствами посадки военной авиации, системы ПРМГ будут продолжать эксплуатироваться вплоть до 2015 года. При этом должны быть проведены доработки и модернизации систем для работы в разрешенной части диапазона частот. Предполагается замена устаревших систем на АЛДПС (табл. 6.1).

6.12. Информационные системы для радионавигации

В ФЦП «Глобальная навигационная система» предусмотрено создание прикладного потребительского центра и системы информационного обеспечения (ОКР «Центр-П»), в результате чего должен быть развит распределенный прикладной потребительский центр на базе ИАЦ КВНО ЦУП ЦНИИМАШ и МНИЦ ОАО «Российские космические системы» как система информационного обеспечения широкого круга потребителей о состоянии и возможностях применения системы ГЛОНАСС.

В дополнение к работам, осуществляемым Центром аэронавигационной информации ГА по выпуску НОТАМ, в ФЦП «Глобальная навигационная система» намечены работы по созданию комплексной автоматизированной системы сбора и доведения до авиационных пользователей в воздушном пространстве России информации о состоянии орбитальных группировок глобальной навигационной спутниковой системы и средств функциональных дополнений (ОКР «Центр-Авиа» и НИР «Доведение»), по созданию базы данных аэронавигационной информации (АНИ) и ее реализации на электронных носителях (ОКР «АНИ» и НИР «НТ-АНИ»), а также предусмотрено проведение комплекса работ по организации и научно-техническому обеспечению геодезической съемки аэронавигационных ориентиров (АНО) гражданских аэродромов и воздушных трасс России для использования спутниковой навигации (НИР «Ориентир»).

В ФЦП «Глобальная навигационная система» предусмотрена разработка предложений по созданию службы оповещения потребителей водного транспорта о функционировании глобальных навигационных систем с учетом внедрения дифференциальных подсистем (НИР «НАВИГАЦИЯ»), разработка предложений по созданию службы оповещения речных пользователей о работе глобальных навигационных спутниковых систем и их функциональных дополнений (НИР «Оповещение-Река»), создание баз данных для картографического обеспечения внутренних водных путей с использованием глобальных навигационных спутниковых систем и их функциональных дополнений (ОКР «Карта-Река»), а также оснащение электронными навигационными картами (ЭНК) внутренних водных путей («ЭНК на ВВП»).

Предусмотрена также разработка средств мониторинга электромагнитной обстановки в диапазонах сигналов ГНС.

6.13. Система фундаментального обеспечения космических радионавигационных систем

К основным задачам, которые будут решены в рамках системы фундаментального обеспечения, относятся следующие:

регулярное высокоточное определение Всемирного времени отечественными РСДБ-средствами независимо от международных служб;

создание узлов колокации с включением средств РСДБ-, GPS/ГЛОНАСС-наблюдений и лазерной локации спутников на базе обсерваторий радиоинтерферометрического комплекса «Квазар-КВО»;

создание и внедрение универсальных комплексов программ, позволяющих совместную обработку различных типов высокоточных координатно-временных и навигационных измерений;

согласование государственной геоцентрической системы координат (ПЗ-90.02) с международной земной системой координат (ITRF);

создание эталонных базисов больших длин средствами РСДБ- и GPS/ГЛОНАСС-наблюдений.

7. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОНАВИГАЦИОННОГО ПЛАНА

Анализ материалов, представленных в плане показывает, что абсолютное большинство потребителей планирует к использованию в качестве основной радионавигационной системы глобальную навигационную спутниковую систему ГЛОНАСС и вспомогательной — GPS, а впоследствии и ГАЛИЛЕО.

Ниже приведены виды эффекта, получаемые в Российской Федерации за счет использования ГНС.

Учитывая, что существует переходный период, когда наряду с системой ГЛОНАСС одновременно будут использоваться традиционные радионавигационные средства, делать прогноз по абсолютному экономическому эффекту в народном хозяйстве страны от использования системы ГЛОНАСС чрезвычайно трудно. Это связано с относительно медленным насыщением парка навигационной аппаратуры потребителей системы ГЛОНАСС, длительным периодом использования традиционных радионавигационных средств и связанными с этим другими факторами. В связи с этим рассмотрены только виды сравнительного эффекта при использовании системы ГЛОНАСС вместо традиционных радионавигационных средств.

Социально-экономический эффект — снижение себестоимости перевозок за счет:

экономии топлива на 5% в результате сокращения времени нахождения транспортных средств в пути;

сокращения эксплуатационных расходов на 10%;

экономии капитальных вложений за счет исключения установки новых наземных радионавигационных средств, сокращения номенклатуры навигационной аппаратуры потребителей;

экономии электроэнергии за счет сокращения количества эксплуатируемых наземных радионавигационных средств.

Социальный эффект:

прогнозируемое уменьшение количества чрезвычайных происшествий за счет повышения уровня безопасности на всех видах транспорта;

создание более благоприятных условий для эффективной борьбы с преступностью и терроризмом;

повышение качества обслуживания пассажиров за счет повышения регулярности движения транспорта;

повышение производительности труда за счет увеличения объемов перевозок в часы «пик» и, как следствие, снижение фактора «транспортной усталости»;

увеличение числа рабочих мест за счет расширения производства спутниковой навигационной аппаратуры потребителей.

Научно-технический эффект:

создание высокоточного непрерывного глобального навигационно-временного поля;

повышение точности местоопределения транспортных и других объектов в 20 — 50 раз;

повышение степени достоверности получения навигационной информации;

создание условий для научных исследований атмосферы и земной поверхности, способности по предсказанию землетрясений и других неблагоприятных явлений и катастроф;

освоение самых современных микроэлектронных и информационных технологий.

Политический эффект:

создание условий для обеспечения благоприятной и стабильной политической обстановки в стране за счет более эффективной борьбы с терроризмом и преступностью;

обеспечение суверенитета в области радионавигационного обеспечения;

признание отечественной системы ГЛОНАСС в качестве международной;

использование отечественными и зарубежными пользователями отечественных дифференциальных систем на территории Российской Федерации;

создание рынка сбыта отечественной комбинированной аппаратуры потребителей ГЛОНАСС\GPS, а затем и ГЛОНАСС\GPS\ГАЛИЛЕО в России и за рубежом.

Экологический эффект:

исключение радиоизлучения наземных радионавигационных систем, снимаемых с эксплуатации, улучшение экологической обстановки вследствие прекращения эксплуатации дизельных установок на наземных радионавигационных объектах;

улучшение экологической обстановки за счет снижения расхода топлива при полетах воздушных судов и движении автотранспорта по наиболее выгодным и спрямленным маршрутам.

8. МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО В ОБЛАСТИ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Главными целями сотрудничества являются:

создание и обеспечение условий для комбинированного использования отечественными потребителями ГНС ГЛОНАСС, GPS и ГАЛИЛЕО;

взаимовыгодный информационный обмен в интересах совершенствования и развития навигационных средств и систем;

создание объединенных (международных) РНС «Чайка» — «Лоран-С».

Основные задачи сотрудничества:

1. Обеспечение выполнения международных договоров и других международных обязательств России в области радионавигации.

2. Создание условий для расширения экспорта российских технических средств ГНС ГЛОНАСС на зарубежные рынки.

3. Использование с учетом интересов безопасности Российской Федерации иностранных технологий, а при необходимости — и элементной базы для совершенствования российских компонентов ГНС ГЛОНАСС.

Основные направления сотрудничества:

1. Обеспечение совместимости и взаимодополняемости системы ГНС ГЛОНАСС с другими глобальными и региональными навигационными системами и создание условий для комбинированного использования ГЛОНАСС и GPS, а в перспективе — ГЛОНАСС, GPS и ГАЛИЛЕО.

2. Продажа НАП и средств функциональных дополнений ГНС ГЛОНАСС, работающих по сигналам стандартной точности, и оказание помощи в их внедрении в информационные контуры объектами гражданских отраслей, обслуживании, ремонте и эксплуатации.

3. Проведение совместных НИОКР по разработке и созданию отдельных элементов национальных космических навигационных систем на основе ГНС ГЛОНАСС и новых навигационных технологий, если это не ведет к передаче технологий, обеспечивающих интересы национальной безопасности Российской Федерации.

4. Оказание коммерческих услуг по проведению натурных экспериментов при выполнении работ по созданию функциональных дополнений ГНС ГЛОНАСС.

5. Проведение маркетинговых исследований для определения потребностей иностранных потребителей в навигационных средствах и услугах ГНС ГЛОНАСС.

6. Совместная разработка навигационных технологий в интересах создания космических средств навигации III поколения, если это не противоречит интересам национальной безопасности Российской Федерации.

7. Создание объединенной системы дальней радионавигации «Чайка» и «Лоран-С» в Дальневосточном регионе и Баренцевом море.

8. Участие российских представителей в работе международных организаций: ИКАО, ИМО, МАМС, FERNS, RTCA, RTCM, МАИН, EUGIN и др.; сотрудничество с национальными институтами навигации.

9. Согласование и уточнение Частотных планов МДПС регулирующими администрациями сопредельных стран в рабочих группах МАМС и FERNS.

10. Регулярное участие обсерваторий радиоинтерферометрического комплекса «Квазар-КВО» в международных сеансах наблюдений для решения задач фундаментального координатно-временного обеспечения.

<**> Интегрированная аппаратура.

<***> С датчиками курса и скорости.

    Примечание:   А  -  авиация,  В  -  военные  объекты,  Вр  -  временное
обеспечение,  Г - геодезия, ж/д - железнодорожные потребители, З - наземные
потребители,  К  - космические объекты, М - морской флот, Н - навигационное
обеспечение,  Р  -  речной  флот,  Тр  -  транспорт,  ГЛ  -  ГЛОНАСС,  НР -
номинальный  режим, ДР - дифференциальный режим, ПДР - постдифференциальный

                                                                  -6

режим,  предполагающий обработку  после проведения измерений, ppm = 10   L,
где  L  -  длина  определяемой  базы  в  геодезических  применениях.  МКО -
мультиплексный   канал   обмена,  S  -  псевдодальность,  VS  -  радиальная

псевдоскорость, бкп — бескодовый прием.

<*> Уточняется по мере освобождения диапазона для систем сотовой связи.