Участие в ГЛОНАСС
АО «НПК «СПП» является головным исполнителем ряда ОКР по федеральной целевой программе (ФЦП) «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы». Программа направлена на расширение внедрения отечественных спутниковых навигационных технологий и услуг с использованием системы ГЛОНАСС в интересах специальных и гражданских (в том числе коммерческих и научных) потребителей, международного использования российских спутниковых навигационных технологий за счет поддержания и развития системы ГЛОНАСС. Основными задачами Программы являются: поддержание системы ГЛОНАСС с гарантированными характеристиками навигационного поля на конкурентоспособном уровне; развитие системы ГЛОНАСС в направлении улучшения ее тактико-технических характеристик с целью достижения ее паритета с иностранными системами навигационного обеспечения, лидирующих позиций Российской Федерации в области спутниковой навигации; обеспечение использования системы ГЛОНАСС, как на территории Российской Федерации, так и за рубежом.
Работы АО «НПК «СПП» в рамках ФЦП «Глобальная навигационная система»
1. Создание Системы высокоточного определения эфемерид и временных поправок системы ГЛОНАСС.
Система высокоточного определения эфемерид и временных поправок системы ГЛОНАСС (СВОЭВП) входит в состав глобальной навигационной системы (ГНС) ГЛОНАСС и предназначена для расчета и представления широкого спектра разнородных данных, позволяющих получить наивысшую точность решения навигационных задач потребителями ГЛОНАСС в режиме постобработки.
Источником для расчета высокоточных эфемерид и частотно-временных поправок к бортовым шкалам времени (БШВ) НКА являются измерения глобальной распределенной по поверхности Земли сети беззапросных измерительных станций, радиоинтерферометра со сверхдлинной базой (РСДБ) и квантово-оптических систем (КОС) (данные российских и международных сетей лазерной дальнометрии спутников), а также измерения запросных и беззапросных средств НКУ ГЛОНАСС. В результате расчетов формируются таблично представляемые высокоточные эфемериды и частотно-временные поправки к БШВ НКА, описывающие положение спутников ГЛОНАСС в пространстве и времени.
Обеспечивается поддержание в актуальном состоянии данных СВОЭВП на открытом в 2007 г. сайте http://www.glonass-svoevp.ru, на котором представлена также действующая редакция Интерфейсного контрольного документа СВОЭВП ГЛОНАСС.
В настоящее время СВОЭВП 2-го этапа находится в опытной эксплуатации.
2. Создание прикладного потребительского Центра и системы информационного обеспечения потребителей Минобороны России и специальных пользователей ГЛОНАСС.
Созданы и находятся в штатной эксплуатации прикладной потребительский Центр и система информационного обеспечения государственных и специальных пользователей (ППЦСИО МО) ГЛОНАСС, которые предназначены для обеспечения специальных потребителей информацией о текущем и прогнозируемом состоянии космических навигационных систем в целях использования при планировании, оперативном управлении их деятельностью и применении специальной техники, а также для внедрения спутниковых навигационных технологий в техническое обеспечение обороны страны.
В настоящее время обеспечивается поддержание в технической и эксплуатационной готовности ППЦСИО МО путем выполнения мероприятий технического и авторского надзора в рамках ФЦП «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы».
3. Создание системы контроля целевых характеристик глобальной навигационной системы ГЛОНАСС.
Создана и находится на этапе опытной эксплуатации система контроля целевых характеристик глобальной навигационной системы ГЛОНАСС (СКЦХ), которая предназначена для контроля точности навигационного поля, целостности и доступности системы ГЛОНАСС, энергетических характеристик навигационных сигналов, а также анализа выполнения тактико-технических требований, предъявляемых к системе ГЛОНАСС в части координатно-временного навигационного обеспечения потребителей, в том числе с помощью прецизионной оптической бортовой и наземной аппаратуры контроля временных характеристик ГЛОНАСС.
В настоящее время обеспечивается поддержание в технической и эксплуатационной готовности СКЦХ путем выполнения мероприятий технического и авторского надзора в рамках ФЦП «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы».
4. Создание Российской системы определения параметров вращения Земли на базе станций РСДБ.
В рамках системы определения параметров вращения Земли (ПВЗ) создан сегмент, предназначенный для надежного обеспечения НКУ ГЛОНАСС и других отечественных потребителей данными о ПВЗ на основе комбинированной обработки сигналов внегалактических радиоисточников, комплексирования измерений средств РСДБ и средств НКУ ГЛОНАСС. С 2012 года система находится в опытной эксплуатации.
5. Создание межспутниковой лазерной навигационно-связной системы.
Созданы экспериментальные образцы бортовой и наземной аппаратуры межспутниковой лазерной навигационно-связной системы (МЛНСС), предназначенной для обеспечения сверки шкал времени НКА «Глонасс», а также для межспутниковых информационных помехозащищенных обменов информацией. Развертывание МЛНСС на всех КА «Глонасс» позволит получить в перспективе принципиально новые качества и точностные характеристики ГНС ГЛОНАСС.
- Дальность действия
- от 300 до 55000 км
- Погрешность измерения дальности
- не более 10 см
- Погрешность определения относительных сдвигов между приборными шкалами времени двух космических аппаратов
- не более 1 нс
- Скорость передачи информации
- 50 кБит/с
- Погрешность взаимного наведения терминалов МЛНСС
- не более 1′
- Скорость программного перенацеливания
- ~ 10°/с по каждой координате
- Масса серийного образца
- не более 18 кг
Работы АО "НПК "СПП" в рамках ФЦП «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы»
1. Создание глобальной системы высокоточного определения эфемеридно-временной информации в реальном времени для гражданских потребителей.
Глобальная система высокоточного определения навигационной и эфемеридно-временной информации (СВО ЭВИ) является функциональным дополнением ГЛОНАСС и предназначена для высокоточного навигационного обеспечения потребителей в реальном времени и апостериорном режиме. В ноябре 2016 года завершены государственные испытания СВО ЭВИ первого этапа, по результатам которых система принята в эксплуатацию.
Областью применения СВО ЭВИ является широкий круг задач, требующих высокой точности эфемеридно-временной информации глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС):
- высокоточное навигационное обеспечение неподвижных и подвижных потребителей;
- геодезические и картографические работы;
- фундаментальные научные исследования в различных областях;
- социальные и экономические исследования.
Ассистирующая информация СВО ЭВИ первого этапа, сформированная на основе высокоточной ЭВИ, передаётся по наземным общедоступным каналам связи (Internet) и обрабатывается совместно с сигналами ГНСС в специализированной навигационной аппаратуре потребителя, что обеспечивает улучшение точности навигации, более чем на порядок, до сантиметрового уровня. Информация реального времени предоставляется зарегистрированным потребителям. Апостериорная информация доступна без ограничений на сайте СВО ЭВИ (www.glonass-svoevi.ru).
СВО ЭВИ включает:
- центр управления системой (ЦУС СВО ЭВИ);
- глобальную сеть измерительных станций (СИС) ГНСС;
- навигационную аппаратуру потребителей (НАП);
- подсистему доставки информации (ПДИ).
Центр управления системой осуществляет расчет навигационной информации и высокоточной ЭВИ навигационных космических аппаратов ГНСС в режиме реального времени с задержкой не более 10 секунд от момента поступления измерения для обработки и апостериорно с задержкой не более 1 суток от момента последнего измерения, а также выполняет краткосрочное прогнозирование ЭВИ реального времени для формирования высокоточной ассистирующей информации реального времени.
СИС ГНСС, размещаемая на российской и на зарубежной территориях на основе межправительственных соглашений, предоставляет исходную измерительную информацию для уточнения навигационной и эфемеридно-временной информации в ЦУС СВО ЭВИ.
Разрабатываемая НАП имеет возможность проводить кодовые и фазовые измерения текущих навигационных параметров НКА ГНСС в двух диапазонах частот и позволяет вычислять координаты потребителей с применением современных алгоритмов, в том числе в реальном времени, в результате обработки сигналов НКА ГНСС и ассистирующей информации.
ПДИ на первом этапе использует наземные общедоступные каналы связи (Internet). В перспективе планируется использование космических каналов передачи данных, что позволит обеспечить трансляцию ассистирующей информации потребителям глобально на всей территории поверхности Земли и в ближнем космосе.
Погрешность определения местоположения в государственной геоцентрической системе координат за счёт космического сегмента с использованием данных СВО ЭВИ первого этапа не превышает 0,3 м в оперативном режиме и 0,05 м в апостериорном режиме. При создании к 2020 году глобальной сети измерительных станций в полном объеме указанная погрешность в оперативном режиме не будет превышать 0,1 м, в апостериорном режиме 0,03 м.
2. Создание автоматизированного комплекса программ расчета Государственной геоцентрической системы координат.
Данный комплекс программ предназначен для повышения точности ГГСК путем совершенствования методов обработки измерительной информации, полученной от навигационных, геодезических и других космических систем, а так же наземных астрономо-геодезических и гравиметрических данных.
В ходе создания и отработки автоматизированного комплекса программ расчета Государственной геоцентрической системы координат (АКП ГГСК) будут решены следующие фундаментальные задачи:
- построена уточнённая версия ГГСК (точность привязки ГГСК к центру масс Земли не хуже 0,01 м);
- вычислена высокоточная планетарная модель гравитационного поля Земли со степенью разложения до 2160;
- построена цифровая модель квазигеоида (точность определения высот квазигеоида по цифровой модели не хуже 0,05 м).
Создание российской сети лазерной дальнометрии.
В рамках ряда федеральных программ на период до 2020 г. предусмотрено развертывание Российской сети лазерной дальнометрии, в которую будут входить до 20 станций КОС типа «Сажень-Т», «Сажень-ТМ», «Сажень-ТМ-БИС», «Точка», принадлежащих различным ведомствам.
Наличие такой сети позволит в Российской Федерации решать на новом научно-техническом уровне следующие прикладные задачи:
- Прецизионный контроль точности расчета эфемерид ГЛОНАСС (GPS и других навигационных систем для оценки конкурентоспособности ГЛОНАСС), распространяемых в навигационных сообщениях, дифференциальных поправках и апостериорных данных. Достигнутая точность данных лазерной локации КА ГЛОНАСС (GPS), позволяет рассматривать их как единственный прямой способ подтверждения точности рассчитываемых эфемерид.
- Расчет параметров связи ГГСК (ПЗ-90.02) с ITRF (ITRF-1997, 2000, 2005, 2008, 2014), получаемых в сетях ILRS и IGS, и поддержание в актуальном состоянии параметров перехода между ними, так как КОС - единственный инструмент, обеспечивающий согласование геодезических данных на требуемом (сантиметровом) уровне точности.
- Расчет координат средств наземного сегмента системы ГЛОНАСС и оценка отклонений ГГСК (ПЗ-90.02) от международной СК. Ретрансляция данных с наивысшей (на современном уровне) точностью привязки к центру масс Земли координат, достигаемой в ILRS, в сети IGS (БИС) и VLBI (РСДБ).
- Достижение наивысшей точности расчета геодинамических параметров ГНС путем согласования моделей разнотипных данных ILRS, IGS и VLBI в геодинамических решениях за счет создания узлов коллокации разнотипных средств: КОС, БИС и РСДБ на основе получения данных связи геодинамических рядов разнотипных средств в глобальных решениях. Также на предприятии ведутся разработки беззапросных измерительных систем в радиотехническом и оптическом диапазонах, которыми будут оснащены все КОС российской сети для проведения высокоточных измерений текущих навигационных параметров движения спутников ГЛОНАСС/GPS.
- К работе наземного сегмента системы ГЛОНАСС привлекается сеть российских лазерных станций, обеспечивающих получение высокоточных лазерных измерений дальности с погрешностью нормальных точек 3-5 мм на дистанциях до 25 000 км.
Использование лазерных измерений позволяет:
- определять абсолютные координаты средств наземного сегмента системы ГЛОНАСС с погрешностью 2-3 см;
- осуществлять эталонирование эфемеридно-временного обеспечения КА ГЛОНАСС;
- осуществлять постоянное определение калибровочных поправок радиотехнических измерительных средств наземного сегмента системы ГЛОНАСС.
