ГЛОНАСС обеспечит миллиметровую точность

Главным инновационным проектом Российской Федерации может стать глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. О ее состоянии и путях дальнейшего развития читателям «Независимой газеты» рассказывает Юрий Матэвич Урличич, генеральный директор корпорации «Российские космические системы», генеральный конструктор навигационной системы ГЛОНАСС.

- Юрий Матэвич, в этом году намечено завершение работ по созданию спутниковой системы ГЛОНАСС. Но на этом ведь ее развитие не заканчивается? В условиях современного технического прогресса ГЛОНАСС в любом случае обязана выходить на качественно новый уровень, приобретать какие-то новые, ранее недоступные качества. Каким вы сами видите дальнейшее развитие системы ГЛОНАСС?

- Вы совершенно правы, когда сказали, что система должна обязательно развиваться. На данный момент уже разработаны предложения, связанные с дальнейшим развитием ГЛОНАСС, которые прошли этап обсуждения в Правительстве Российской Федерации и сейчас на основе этих предложений создается федеральная программа «Поддержание, использование и развитие системы ГЛОНАСС», ориентированная на 2012 - 2020 годы. Сейчас идет обсуждение, в каком размере будет выделено бюджетное финансирование под эту программу, какие внебюджетные средства будут привлекаться. От этого напрямую зависит, с какой интенсивностью впредь будет развиваться ГЛОНАСС. Есть несколько альтернатив - более инновационный, несколько менее, но все опять, же зависит от конкретных бюджетных ассигнований. В данный момент имеется несколько заказчиков. Я говорю о министерствах и ведомствах. Общие контуры целевой программы определяют не только наши традиционные заказчики – Министерство обороны и Роскосмос, но и Росреестр, Минпромторг, Минтранс МВД и МЧС Российской Федерации. От их единой позиции в основном и будет зависеть будущий облик системы. Это касается не только орбитальной группировки, но всего наземного комплекса. Ради чего мы все и работаем.

Особняком стоит вопрос международного сотрудничества. Здесь мы хорошо себе представляем, как много предстоит еще сделать. Потому что всем уже ясно: группировка ГЛОНАСС может обеспечивать практически абсолютную доступность навигационных услуг в глобальных размерах. Существуют небольшие промежутки в обслуживании областей в районе экватора. Фактически этого никто не чувствует, поскольку там судовождение не такое развитое. К тому же мы имеем конкурентное преимущество - вся гражданская навигационная аппаратура выполняется по двухсистемной технологии ГЛОНАСС/GPS. Поэтому при каких-либо выходах из зоны доступности одной или другой группировки, что бывает по причине рельефа местности, высотных зданий, деревьев, мы имеем гарантированное решение необходимой навигационной задачи. То есть в использовании ГЛОНАСС есть такие преимущества, которыми многие страны захотят немедленно воспользоваться. Сейчас все эти вопросы согласовываются с Индией, Латинской Америкой и другими странами. А Украина, Белоруссия, Казахстан и Российская Федерация уже подписали соглашение, в котором говорится о фактически едином навигационном информационном пространстве. Таким образом, задачи высокоточного определения будут надежно на территории указанных государств.

- Это фактически означает, что коррекционно-дифференциальные станции системы ГЛОНАСС, размещенные на земле, будут размещаться за пределами России?

- Действительно, система мониторинга и дифференциальной коррекции имеет в своем составе контрольно-корректирующие станциями, которые в данный момент в основном находятся на территории Российской Федерации. За границами страны такие станции проще всего смонтировать в Антарктиде. В соответствии с Договором 1959 года, который предусматривает использование Антарктиды исключительно в мирных целях и предполагает полную открытость для любых научных исследований, мы смогли установить там две наши станции. Они уже работают. Планируется развертывание еще двух станций. Одна из них будет построена в рамках 57-й Российской Антарктической Экспедиции, которая стартует в ноябре нынешнего года. А мы тем временем посмотрим, как у нас будут развиваться отношения с некоторыми другими странами, которые должны разрешить разместить на своей территории подобные гражданские станции. Это касается в первую ряда стран Южной Америки и Австралии. Если будет дано «добро», мы сможем отказаться от строительства четвертой станции в Антарктиде. Если же эти страны ответят отказом, мы установим четвертую станцию в Антарктиде. Условия там с точки зрения приема сигналов космических аппаратов ГЛОНАСС и географического расположения идеальны. Но что касается условий содержания и обслуживания аппаратуры – наоборот, самые экстремальные. Если бы не некоторые политические затруднения, мы бы разместили еще два года назад все необходимое оборудование в Австралии и на Кубе и, например, в Южной Африке и Никарагуа. Однако переговоры – сложный процесс. Что нам даст такое размещение? Оно позволит с помощью наземной системы станций осуществлять мониторинг всех спутников постоянно. И если возникает нештатная ситуация, мы бы имели возможность немедленно сообщать потребителю, что такой-то спутник не в состоянии обеспечить необходимую точность. Кроме этого, одна из функций системы дифференциального мониторинга и коррекции - давать дифференциальные поправки, с помощью которых конечный потребитель может узнать свои координаты с точностью до метра. А с запуском таких космических аппаратов, как «Луч-5Б» и «Луч-5А», мы будем в состоянии давать конечному потребителю поправки фактически на ту же аппаратуру, так как спутники вещают на тех же частотах. Необходимо только, чтобы приемник мог обработать эту информацию программно.

- Спутник «Луч-5А» должен работать на геостационарной орбите в интересах потребителей, находящихся в европейской части Российской Федерации. Каковы в этом плане перспективы имеются у пользователей системы на Дальнем Востоке и в Сибири?

- В составе орбитальной группировки будет находиться три космических аппарата, обеспечивающие доставку пользователям корректирующей информации практически на всей территории страны, за исключением полярных областей. Пользователи в европейской части России смогут пользоваться этой услугой уже нынешней зимой. В принципе, мы даже сейчас имеем возможность с использованием других систем доставлять подобную информацию. Аппараты дифференциального мониторинга и коррекции, расположенные на геостационарной орбите, обеспечивает огромные удобства потому, что в этом случае имеется спутниковая антенна, принимающая сигнал на тех же частотах. Необходима только программная обработкам сигнала, и отпадает потребность в использовании дополнительно Интернет, 3G, «вай-фай», волоконные линии связи и прочего.

Для достижения точности навигационных координат в пределах 2-3 сантиметров пользователю нужно использовать локальные или региональные дифференциальные системы. Их принцип работы основан на относительных определениях, то есть у нас есть одна или несколько базовых станций, координаты которых заранее известны и жестко привязаны к системе координат. Потребитель будет в состоянии определять свои координаты с высокой точностью относительно этих базовых станций, после чего вычислить свое абсолютное местоположение с применением абсолютных координат этих базовых станций. Эти детали позволяют утверждать, что наша система навигации - глобальна с использованием подобных уточняющих систем. Их применение дает возможность получать точности, необходимые сегодня в строительстве особо сложных инженерных сооружений, подобная точность достаточна для всех видов геодезических работ.

- Следовательно, в системе ГЛОНАСС точность определения координат с использованием такого метода будет доходить до сантиметров и даже миллиметров?

- Только до сантиметров. Для обеспечения миллиметровой точности нужно использовать специальные алгоритмы, а расстояние до базовой станции должно быть не более 3-5 километров. Это дает возможность определять такие тонкие вещи, как колебания и смещения мостов, плотин и других подобных сложных сооружений. Более того, с помощью системы ГЛОНАСС имеется возможность определить амплитуды колебаний сооружений и объектов на резонансных частотах в реальном времени с точностью долей миллиметра. У нас имеется такая аппаратура.

- Сейчас все говорят об эпохе сетецентрических войн с применением беспилотной техники и высокоточного оружия. Какова роль ГЛОНАСС в области военной безопасности?

- Она будет использоваться практически во всей военной технике и современной экипировке военного. Я в этом убежден. Без связи и без навигации нынешние войны вестись не могут. Можно утверждать, что для специальных подразделений в тылу врага какое-то непродолжительное время связь может и отсутствовать, дабы себя не демаскировать. Однако навигационный сигнал они будут принимать в любом случае, чтобы точно знать, где находятся и что вокруг изменилось. Поэтому генерал Владимир Шаманов объявлял недавно, что эта технология дойдет до каждого воина. Мы также считаем, что вся подвижная военная техника должна иметь строгую привязку с помощью глобальной навигационной системы. Российская, во всяком случае. Многие страны уже начинают понимать, что использовать одну единственную систему плохо, и просчитывают, каким образом внедрить в свои армии как минимум две системы. Европейский союз строит свою систему «Галилео», Китай - KOMPASS/Beidou. И естественно, они будут применять их для военной техники, а не только для гражданской. Мир всегда устроен так, что все значительные идеи приходят параллельно, а в данный момент объединение управляющих, связных, навигационных систем с программными комплексами, построенными на принципах искусственного интеллекта, позволяет решать задачи с применением роботов. Появляются беспилотные самолеты и вертолеты, роботы-спасатели. Разработан даже робот-медик, который должен в течение нескольких часов поддерживать жизнь раненого бойца и даже эвакуировать его с поля сражения. Появляются стрелковые системы, которые вполне могут работать без участия человека. Однако без навигации им не обойтись. Иначе не определить, куда стрелять и где находишься сам. Причем необходимо учитывать постоянно изменяющиеся координаты. Нынешняя армия оснащается не только аппаратурой, устанавливаемой на бронетехнику или в экипировку воина, но и полнофункциональными дифференциально-корректирующими станциями, значительно повышающими точность применения различной аппаратуры.

- Недавно выведенный на орбиту навигационный спутник «Глонасс-К» впервые передает сигналы сразу на трех частотах, при этом на последней частоте - с кодовым разделением. Это сделано в интересах безопасности страны?

- Да, сигнал на третьей частоте посылается с кодовым разделением. Он предназначен для использования в гражданских целях, в отличие от ранее использовавшегося и успевшего морально устареть метода частотного применения сигналов. В конце концов, мы придем к тому, что будут создаваться системы, наращивающие свои сигналы с кодовым разделением для использования в гражданских и военных целях.

- С учетом грядущего увеличения количества спутников и навигационных сигналов, необходимо будет разрабатывать отдельный специализированный чипсет, который будет в состоянии принимать и обрабатывать сигналы 50-100 спутников?

- Компания Trimble и наше СП «Руснавгеосеть», которые занимаются созданием систем высокоточного позиционирования, подобную аппаратуру на 400 каналов и даже больше уже создали.

Даже в обычном геодезическом приемнике имеется 440 каналов! Наши зарубежные партнеры даже начали спрашивать, зачем вам так много? У них, например, 200-250, а у нас - аж 440.

Давайте выполним некоторые подсчеты. Возьмем типичный навигационный спутник. У него, как правило, задействовано 5 каналов - три для диапазонов L1, L2, L5, два - для дальномерных последовательностей. Однако нужны каналы и для проведения дифференциальных коррекций, и для использования широкополосных систем типа Omnistar. А еще ведь необходимо резервирование.

Получается, если все эти нюансы учитывать, получается, что можно одновременно видеть 40-50 навигационных спутников. Много ли это? На сегодняшний день пользователю доступны только система GPS из США и российская ГЛОНАСС, которые дают возможность принимать сигналы от 20 спутников. Но мы рассчитываем, что в скором времени будут развернуты навигационные системы Китая и Европейского союза, и тогда 440 каналов будут отнюдь не излишеством, а суровой необходимостью для обеспечения качественной работы.

- Сообщалось, что целевую федеральную программу «Поддержание, использование и развитие системы ГЛОНАСС» планируют принять уже в декабре.

- В общем и целом она готова. Я надеюсь, что ее действительно примут в ближайшее время.

По материалам ng.ru