textarchive.ru

Главная > Документ

1

Смотреть полностью

ПЕРВАЯ РЕДАКЦИЯ ПРОЕКТА

радионавигационный план

государств - участников

содружества

независимых государств

(редакция 2011 года)

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Основания для разработки радионавигационного плана государств - участников Содружества Независимых Государств

Уникальность геополитического положения территорий государств - участников Содружества Независимых Государств (далее – государства СНГ) и их воздушного пространства предопределяет необходимость осуществления внутренних и транзитных операций из стран Европы и Североатлантического региона в страны Центральной и Юго-восточной Азии и Тихоокеанского региона. Это объективно обусловливает целесообразность развития транспортной инфраструктуры государств СНГ как составной части мировой транспортной системы.

Исходя из прогнозируемого интермодального характера межгосударственных транспортных перевозок, необходимости безопасного прохождения транспорта по всей территории государств СНГ, наиболее актуальной является проблема обеспечения транспорта полной навигационно-управленческой информацией в целях удовлетворения существующих и перспективных требований и стандартов по точности выдерживания навигационных характеристик и надежности управления транспортным процессом, включая вопросы стыковки времени пересадки пассажиров и перевалки груза с одного вида транспорта на другой.

Учитывая, что в настоящее время реально существует и развивается спутниковое радионавигационное поле ГЛОНАСС и, принимая во внимание основные положения политики США и ЕС в области GPS и Галилео соответственно, главным направлением сегодня и в перспективе должно стать использование глобальных навигационных спутниковых систем с их функциональными дополнениями и сохранение в необходимом количестве наземных радионавигационных систем (РНС).

Исходя из этого, стратегия использования радионавигационных систем государствами СНГ нуждается в уточнении и возможной корректировке наземной инфраструктуру РНС с учетом создания совместного радионавигационного поля, как с государствами Содружества, так и с государствами Европы.

Сложность космических и наземных радионавигационных средств, многообразие заказчиков, исполнителей и потребителей навигационных услуг, а также ресурсные ограничения обусловливают необходимость применения скоординорованного подхода при решении задач поддержания, развития и использования радионавигационных полей космических и наземных систем. Проблема носит межведомственный и межрегиональный характер и требует комплексного подхода на межгосударственном уровне.

С целью дальнейшего развития, наращивания и совершенствования на территориях государств СНГ радионавигационных полей за счет применения современных спутниковых технологий, координации и реализации взаимосогласованной технической политики государств СНГ в области радионавигации с учетом технической политики Международной организации гражданской авиации (ИКАО), Международной морской организации (ИМО), Международной ассоциации маячных служб (МАМС) и национальных радионавигационных планов государств СНГ Советом глав правительств – участников Содружества Независимых Государств 21 мая 2010 года в г. Санкт-Петербурге принято решение разработать Радионавигационный план государств - участников Содружества Независимых Государств.

1.2. Статус радионавигационного плана государств - участников Содружества Независимых Государств

Радионавигационный план государств СНГ является обобщенным изложением современного состояния и перспектив развития радионавигационных систем и средств государства СНГ, определяющим направления реализации политики государств СНГ в этой области. План учитывает соответствующие требования международных организаций (ИКАО, ИМО, МСЭ), национальных радионавигационных планов государств СНГ, а также обязательства государств СНГ по международным договорам.

План является документом, направленным на обеспечение координации усилий и взаимодействия между органами исполнительной власти, предприятиями промышленности, научными организациями и учреждениями государств СНГ, 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 редакции Плана, а также изменений и дополнений к нему возложена на Межгосударственный совет "Радионавигация" который проводит единую политику в области развития и использования радионавигационных систем  и является межгосударственным координирующим и консультативным органом по развитию и совместному использованию радионавигационных систем и средств радионавигации государств СНГ.

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

План размещается и обновляется на официальном сайте Интернет действующего рабочего органа Межгосударственного совета «Радионавигация» - Научнотехнического центра «Интернавигация» (ФГУП «НТЦ «Интернавигация»).

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

1.3. Цели радионавигационного плана государств - участников Содружества Независимых Государств

Целями радионавигационного плана государств СНГ являются:

- -координация и реализация взаимосогласованной технической политики государств СНГ в области радионавигации с учетом технической политики Международной организации гражданской авиации (ИКАО), Международной морской организации (ИМО), Международной ассоциации маячных служб (МАМС) и национальных радионавигационных планов государств СНГ;

-совершенствование отдельных национальных планов и определение радионавигационных систем, которые будут ключевыми для обеспечения безопасного, эффективного движения всех видов транспорта государств СНГ;

-определение дальнейших потенциальных разработок, которые дают возможность государствам СНГ идентифицировать зоны, требующие выделения ресурсов и осуществления научно-исследовательских работ;

-информирование различных групп потребителей координатно-временной и навигационной информации в государствах СНГ, мирового сообщества и международных организаций об основных направлениях политики государств СНГ в области развития и использования имеющихся и перспективных радионавигационных систем и средств наземного и космического базирования государств СНГ, а также объединенных международных систем по их состоянию, техническим возможностям, планируемым срокам использования, а также по направлениям международного сотрудничества в области радионавигации;

-ориентирование зарубежных разработчиков и потребителей радионавигационных систем и средств на возможность использования существующих и перспективных радионавигационных систем и средств государств СНГ;

- информационное взаимодействие между разработчиками и потребителями навигационных услуг в государствах СНГ;

- интегрированное использование полей космических и наземных радионавигационных систем как в рамках государств СНГ, так и государств Европы для максимального удовлетворения возросших требований потребителей в навигационном обеспечении;

-взаимодействие между органами исполнительной власти, предприятиями промышленности, научными организациями и учреждениями государств СНГ, 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 государств СНГ

Радионавигационный План государств СНГ позволит обеспечить решение следующих задач:

-планирование наиболее перспективных направлений государственных политик государств СНГ в области развития индустрии радионавигационных услуг, учитывающей интересы и требования различных групп потребителей в государствах СНГ, а также обеспечение условий для определения наиболее эффективных методов использования ресурсов в этой области;

- обеспечение безопасного, эффективного движения всех видов транспорта государств СНГ путем усовершенствования и гармонизации навигационных средств государств СНГ в мировую навигационную систему;

-повышение экономической эффективности и безопасности использования всеми группами потребителей имеющихся и перспективных радионавигационных систем и средств наземного и космического базирования государств СНГ, а также объединенных межгосударственных систем в интересах обеспечения национальной безопасности и решения социально- экономических задач государств СНГ;

-создание условий для экономически эффективной межгосударственной координации мероприятий по созданию и обеспечению функционирования радионавигационных систем и средств и предоставлению качественных радионавигационных услуг потребителям;

-обеспечение совместимости и интеграции РНС государств СНГ в ходе их разработки, эксплуатации и модернизации;

- достижение в рамках формирования национальной и Межгосударственной нормативной правовой базы в области развития индустрии радионавигационных услуг терминологического единства;

-выработка и реализация согласованных требований по радионавигационному обеспечению воздушных, морских и наземных потребителей государств СНГ через разработку соответствующих Межгосударственных нормативных документов (технических регламентов, стандартов и др.) и проведение сертификации РНС и средств;

-повышение профессионального уровня и качества подготовки в государствах СНГ специалистов по навигационному обеспечению.

1.5. Область применения радионавигационного плана государств СНГ

Область применения Плана охватывает радионавигационные системы и средства, находящиеся в ведении государств СНГ.

План не включает в себя РНС, 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.

РНС, рассматриваемые в Плане, подразделяются на следующие группы:

1. Глобальные космические (спутниковые) радионавигационные системы:

ГЛОНАСС с функциональными дополнениями;

GPS с функциональными дополнениями.

2. Наземные радионавигационные системы:

2.1. Системы дальней навигации

«Чайка» («Тропик-2С», «Тропик-2В», «Тропик-2Е»).

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

1.6. Основное содержание радионавигационного плана государств СНГ

В Плане изложены:

  • задачи, решаемые с использованием РНС Государств СНГ и их современное состояние;

  • требования всех групп потребителей к РНС;

  • основные характеристики эксплуатируемых и перспективных РНС;

  • основные направления повышения эффективности использования существующих РНС, их развития и совершенствования;

  • направления интегрирования различных РНС ;

  • основные направления международного сотрудничества в области использования, совершенствования и развития РНС;

1.7. Связь радионавигационного плана с планирующими и регулирующими международными документами в области радионавигации

Основные направления повышения эффективности использования существующих РНС и средств государств СНГ, их развития и совершенствования изложеные в Плане представлены с учетом технической политики Международной организации гражданской авиации (ИКАО), Международной морской организации (ИМО), Международной ассоциации маячных служб (МАМС), национальных радионавигационных планов государств СНГ и их нормативно-правовых документов.

1.8. Критерии при анализе и рассмотрении радионавигационных систем

При анализе и рассмотрении радионавигационных систем учитываются многие факторы, которые выступают в качестве критериев их оценки.

К ним относятся:

-эксплуатационные характеристики;

-технические параметры;

-экономические характеристики;

-организационные характеристики и правовые вопросы;

-состояние разработки и производства;

-используемость радионавигационных систем и средств различными потребителями;

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.

1.9. Современное состояние радионавигационных систем государств СНГ

В настоящее время на территории государств СНГ используется широкий спектр средств навигации и навигационных систем, позволяющих определять параметры пространственно-временного состояния объектов, имеющих разные уровни точности решения задач, зоны и время обслуживания, сложности НАП и других характеристик:

ГНСС, формирующие глобальные непрерывные радионавигационные поля навигационных сигналов с отрытым доступом ГЛОНАСС и GPS;

функциональное дополнение к ГНСС и GPS;

наземные ИФРНС «Чайка», формирующая непрерывное радионавигационное поле;

радиотехнические системы ближней навигации типа РСБН–4Н, РСБН–8Н, VOR/DME;

маячные и радиомаячные средства навигации типа КНС–3Б, КНС–4У, МРМ–70, РММ–95, СП–75, СП–80, СП–90, СП–90Н, ПРМГ–5, ПРМГ–76У;

система эталона времени, частот и параметров вращения Земли, осуществляющая получение и передачу потребителям высокоточной частотно-временной информации и данных о параметрах вращения Земли;

средства навигации, использующие естественные поля и силы (инерциальные, магнитометрические, астрономические, гравиметрические и другие).

Ни одна из этих систем по отдельности не может удовлетворить в полном объеме возрастающие требования потребителей навигационных услуг:

ГНСС со своими функциональными дополнениями при высокой точности определения координат и неограниченной зоной применения подвержены помехам естественного и искусственного характера;

действующие радиотехнические системы дальней навигации, имея большие зоны действия, характеризуются невысокой точностью;

радиотехнические системы ближней навигации имеют ограниченные зоны действия (в пределах прямой видимости) и по этой причине применяются в основном в авиации;

маячные и радиомаячные средства навигации, также используемые в авиации, действуют только в пределах видимости и не относятся к точным средствам навигации;

средства, использующие естественные поля и силы, также не обеспечивают высокой точности и подвержены влиянию различных внешних воздействий;

не вовсех государствах СНГ сформирована государственная служба единого времени и эталонных частот;

имеется ряд средств, которые предназначены для решения только специальных задач.

Нескоординированное развитие и эксплуатация этих систем приводит к неэффективному использованию выделяемых государствами СНГ ресурсов. Если дальнейшее развитие навигационных технологий не будет должным образом скоординировано и согласовано, существует опасность, что в будущем разработка РНС будет затруднена из-за отсутствия единых стандартов взаимодействия аппаратуры потребителей и РНС, несовместимости потребительской аппаратуры и необоснованно высокого уровня сложности приборов.

Компенсировать недостатки отдельных систем и полностью удовлетворить требования всех потребителей навигационных услуг возможно путем:

их комплексного использования и скоординированного совершенствования;

применения высокоточной геодезической и картографической основы для решения задач навигации;

создания и поддержания единого радионавигационного поля государств СНГ;

совершенствования системы точного времени и частот и параметров вращения Земли.

Для достижения этих целей необходимо создание единого радионавигационного поля государств СНГ на базе существующих наземных и космических навигационных систем с использованием перспективных навигационных и временных технологий и методов доступа к информационным ресурсам.

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;

  • ВГС

- высокоточная геодезическая сеть;

  • ВОР

- VOR, всенаправленный угломерный наземный радиомаяк;

  • ВРМ

- секторный (веерный) радиомаяк;

  • ВС

- воздушное судно;

  • 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;

  • 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;

  • МДПС

- морская ДПС;

  • МЛС

- микроволновая система посадки;

  • МАРС

- разностно-дальномерная многочастотная радионавигационная система;

  • МККР

- Международный комитет по радиочастотам;

  • МС

- морское судно;

  • МСЭ

- Международный союз электросвязи;

  • МО

- Министерство обороны;

  • МСИ

- межспутниковые измерения;

  • Минтранс, МТ

- Министерство транспорта;

  • МЧС РФ

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

  • НАП

- навигационная аппаратура потребителей;

  • НВО

- навигационно-временное обеспечение

  • НКА

- навигационный космический аппарат;

  • НИОКР

- научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы;

  • НО

- навигационное обеспечение;

  • НОТАМ

- уведомление для летного состава

  • НРНП

- национальный радионавигационный план;

  • ОВД

- отдел внутренних дел;

  • ОМОН

- отряд милиции особого назначения;

  • ОМСН

- отряд милиции особого назначения;

  • ОрВД

- организация воздушного движения;

  • ОРНС

- объединенная РНС;

  • ПА

- приемная аппаратура;

  • 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;

  • РРНП

- Российский радионавигационный план;

  • РСБН

- радиотехническая система ближней навигации;

  • РСДБ

- радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами;

  • РСДН

- радиотехническая система дальней навигации;

  • 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;

  • 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;

  • ШДПС

- широкозонная ДПС;

  • ЦИКАДА

- космическая низкоорбитальная навигационная система;

  • ЭРИ

- электро-радиоизделия;

  • 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 WiMAX

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 Practicеs; 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).

2. ТРЕБОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ К РАДИОНАВИГАЦИОННЫМ СИСТЕМАМ

2.1. Задачи, решаемые с использованием радионавигационных систем

государств СНГ

Радионавигационных систем государств СНГ предназначены для решения следующих задач:

обеспечения безопасности государств СНГ в экономической, научно-технологической, социальной, информационной и экологической сферах;

создания систем автоматизированного управления, контроля и мониторинга транспортных потоков, перевозок специальных и опасных грузов;

обеспечения безопасности движения, в первую очередь пассажирских транспортных средств категорий М2 и М3, а также при перевозке специальных и опасных грузов, грузов под таможенным контролем;

обеспечения транзитных перевозок по международным транспортным коридорам;

обеспечения полетов воздушных судов и космических аппаратов различного назначения (дистанционного зондирования Земли, связи и других);

обеспечения навигации морского и речного транспорта;

мониторинга параметров ионосферы и тропосферы, параметров околоземного космического пространства;

дистанционного зондирования природной среды;

создания и развития геодезических сетей и систем координат;

геодезического обеспечения кадастровых, топографических, геологоразведочных, геофизических, изыскательских и других работ;

навигационно-гидрографического обеспечения гидрографических, геолого-геофизических и других инженерно-изыскательских работ;

обеспечения функционирования государственных систем предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций и гражданской обороны государств СНГ;

мониторинга состояния и динамики объектов нефтегазового комплекса, местных геодинамических, в том числе техногенных, процессов;

контроля подвижек искусственных сооружений и природных объектов;

обеспечения научной деятельности;

синхронизации работы систем управления телекоммуникационными, энергетическими и другими сложными системами;

системы точного земледелия;

системы обеспечения безопасности граждан и транспортных средств;

персональной навигации;

страховой и лизинговой деятельности;

статистического учета;

других, вновь открываемых областей применения.


Рис.1.1. Структура решаемых задач с использованием радионавигационных систем

2.2. Требования к радионавигационным системам

2.2.1. Общесистемные требования

Основными требованиями потребителей к РНС являются:

  1. требования к размеру рабочей зоны РНС;

  2. требования к точности определения местоположения и синхронизации шкал времениобъектов;

  3. требования к доступности РНС;

  4. требования к целостности РНС;

  5. требования к непрерывности обслуживания (функционированию) РНС;

  6. требования к дискретности определения местоположения;

  7. 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):

  1. взлет и выход в исходный пункт маршрута (трассы);

  2. полет по маршруту (маршрутный полет);

  3. полет в зоне аэродрома (терминальный полет);

  4. некатегорированный (неточный) заход на посадку;

  5. заход и посадка по категориям ИКАО.

Требования к навигационному обеспечению на каждом этапе различны.

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

  1. океаническая (безориентирная местность);

  2. внутренняя континентальная (местная) линия;

  3. 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.

Таблица 2.1. Требования воздушных потребителей при заходе и посадке по категориям

Категория посадки

Высота над взлетно-посадочной полосой (ВПП) для проверки, (м)

Требования к погрешностям (СКП)

Горизонтальная погрешность

(м)

Вертикальная погрешность

(м)

I

30,0

4,5…8,5

1,5…2,0

II

15,0

2,3…2,6

0,7…0,85

III

2,4

2,0

0,2…0,3

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 18.11.2010г.» 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.

Таблица 2.2. Требования к характеристикам сигнала в пространстве

Типовая операция

Точность в горизонтальной плоскости, м, Р=95%/СКП

(прим. 1-3)

Точность по вертикали, м, Р=95%/СКП

(прим. 1-3)

Целостность

(прим. 2)

Время до предупреж., с. (прим. 3)

Непрерывность

(прим. 4)

Эксплуатационная готовность

(прим. 5)

На маршруте

3700/1850

Не назначена

1-10-7

300

От 1-10-4/ч до 1-10-8

От 0,99 до 0,99999

На маршруте и в зоне аэродрома

740/370

Не назначена

1-10-7

15

От 1-10-4/ч до 1-10-8

От 0,99 до 0,99999

Начальный заход, промежуточный заход, неточный заход (NPA), вылет

220/110

Не назначена

1-10-7

10

От 1-10-4/ч до 1-10-8

От 0,99 до 0,99999

Неточный заход на посадку с управлением по вертикали (APV-I)

16/8

20/10

1-2*10-7 за заход

10

1-8*10-6 в любые 15 с

От 0,99 до 0,99999

Неточный заход на посадку с управлением по вертикали (APV-II)

16/8

8,0/4,0

1-2*10-7 за заход

6

1-8*10-6 в любые 15 с

От 0,99 до 0,99999

Точный заход на посадку по категории I

16/8

6,0…4,0/ 3,0…2,0

1-2*10-7 за заход

6

1-8*10-6 в любые 15с

От 0,99 до 0,99999

Примечания.

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

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.

Таблица 2.3. Пороги срабатывания для контроля целостности

Типовая операция

Порог срабатывания по горизонтали, м

Порог срабатывания по вертикали, м

На маршруте (океаническое/ континентальное воздушное пространство с низкой плотностью движения)

7400

Не назначено

На маршруте (континентальное воздушное пространство)

3700

Не назначено

На маршруте, в зоне аэродрома

1850

Не назначено

NPA

556

Не назначено

APV-I

40,0

50

APV-II

40,0

20,0

Точный заход на посадку по категории I

40,0

От 15,0 до 10,0

3. Требования к точности и задержке срабатывания сигнализации включают 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:

  1. океанское плавание;

  2. прибрежное плавание в районах с невысокой интенсивностью движения;

  3. 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 г., МSС.112(73) 2000 г, МSС.113(73) 2000 г., МSС.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:

  1. 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-ти суточный период;

  1. 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;

  1. 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 МSС.112, МSС.113, МSС.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, базирующихя 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:

  1. целостности (10 с);

  2. признаку выработки предупредительного сигнала о нарушении целостности системы (0,25 – 25 м);

  3. 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, использующие внутренние водные пути (реки, озера и т.п.), исходными при определении требований к РНС 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;

(нужно добавить требования от других стран СНГ?).

Требования речных потребителей к целостности составляют для движения по 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.

Таблица 2.4. Требования речных потребителей в зависимости от районов плавания.

Решаемые задачи

Районы плавания

Точность измерения координат (СКП), м

Движение судна по внутренним водным путям

  1. озера, водохранилища

  2. свободные реки:

- Европейской части России

- Сибири

(-другие страны СНГ)

  1. каналы

10,0...17,0

2,5...5,0

2,5...7,5

-------

1,0...2,5

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

Таблица 2.5. Требования речных потребителей для различных решаемых задач.

Решаемые задачи

Районы работ

Погрешность позиционирования (СКП), м

Гидрографические работы, расстановка знаков судоходной обстановки; поддержание заданных габаритов водного пути

Озера и водохранилища

2,0...3,5

Свободные реки:

Европейской части России

Сибири

(-другие страны СНГ)

0,5...1,0

0,5...1,5

-------

Каналы

0,2...0,5

Землечерпательные и дноуглубительные работы

Свободные реки и каналы

0,1...0,2

Прокладка кабелей и трубопроводов

Свободные реки и каналы

0,5

Диспетчерские задачи по мониторингу

ВВП России

50

2.2.5. Требования наземных потребителей

Автотранспорт

Требования пользователей к РНС 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 особо важных или опасных грузов 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) 0,05…0,5 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 требует местоопределение 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

Таблица 2.6. Типовые требования к точностным характеристикам (СКП) навигационного обеспечения транспорта (м)

Автономное местоопределение

Условия движения наземного транспорта

Диспетчерское управление

15…65

Общегородские и пригородные перевозки

7…50

15…65

Проводка автомобиля по центру города

1,5…15

50…250

Транзитные перевозки между городами

12…150

Таблица 2.7. Основные перспективные операционно-технические требования для систем управления автотранспорта

Характеристики

Системы
управления
городским
автотранспортом

Системы
управления
региональными
перевозками

Системы
управления
международными
перевозками

Системы
управления для
индивидуального
автотранспорта

1. Инструментальная емкость системы.
Число одновременно обслуживаемых автомобилей.

500-1000

500

1000*

-

2. Средний темп обмена, с

Т = 30 с
Т = 10 с для
спецтранспорта

Т = 60…90 с

900…7200

-

3. Точность (СКП) навигации, м

В центре 2,5
на авто 15

10

15

20

4.Доступность навигационного обеспечения

0,99*)

0,95

0,95

0,90

5. Целостность (надежность)
обеспечения навигационными
данными и связью

0,98
0,99 для спецсистем

0,97

0,97

-

6. Совместимость систем

Единые стандарты на интерфейсы,
используемые для выхода на радиолинии

-

*) С учетом локальной навигации

Железнодорожный транспорт

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, 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/GALILEO 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 железных дорог, определяемые действующими нормативно-техническими документами, приведены ниже в табл. 2.8.

Таблица 2.8. Технические требования потребителей к точности определения места

Область (виды) применения координатной информации

Объекты, требующие координатного определения

Требования по точности определения местоположения

Требования к надёжности определения местоположения

Основные нормативно-технические источники

1. Инженерно-геодезические изыскания для строительства новых и капитального ремонта действующих железных дорог

Пункты специальной геодезической сети (СГС)

СКП взаимного положения пунктов СГС не должна превышать 2...3 см в плане

Предельные погрешности, равные 5 см, не должны превышаться на 10%

1. Инструкция по топографической съёмке в масштабах 1:5000 – 1: 500. ГКИНП-02-033-82.

2. Свод правил СП 11-104-97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства.

3. Richtlinie DB 883.0031. Fahrbahnen abstecken (Руководство по полевому трассированию).

Чёткие объекты (элементы) местности

СКП определения чётких объектов местности относительно пунктов СГС не должна превышать 0,4...0,5 мм на топографическом плане.

Предельные погрешности, равные 0,8 мм в масштабе плана не должны превышаться на 10%.

Рельеф местности

СКП изображения рельефа горизонталями не более ¼ от принятого сечения рельефа

Предельные погрешности, равные ½ от принятого сечения рельефа, не должны превышаться на 10 %

2. Полевое трассирование (перенос проекта в натуру)

Основные элементы рельсовой колеи, стрелочных переводов и т.п.

СКП переноса элементов рельсовой колеи не должны превышать 1,5 см в продольном направлении 0,25 см в поперечном направлении относительно пунктов СГС

Удвоенные СКП не должны превышаться на 5%

3. Контроль геометрических параметров рельсовой колеи с помощью путеизмерительных средств для вычисления установочных данных для выправки пути

Каркасные пункты СРС

СКП положения пункта - 25 мм;

СКП взаимного положения - 5 мм в плане

Удвоенные СКП не должны превышаться на 5%

Специальная реперная система контроля состояния железнодорожного пути в профиле и плане. Технические требования, утверждённые МПС России 26 марта 1998 г.

Главные и промежуточные (рядовые) пункты СРС

СКП взаимного положения пунктов через 10 км - 15 мм в плане;

через 500 м - 4 мм в плане;

через 500 м - 2,5 мм

по высоте.

Рабочие пункты СРС

СКП взаимного положения - 2,5 мм в плане и - 1,5 мм по высоте.

Геометрические характеристики рельсовой колеи

Относительные СКП определения отклонений оси пути от заданного положения не должны превышать 0,04 мм/м в плане и 0,03 мм/м по высоте.

При использовании путеизмерительного вагона и тележки, для повышения надёжности и точности, с применением спутниковых приёмников и спутниково-инерциальных систем на практике производят избыточные измерения с таким расчётом, чтобы съём информации производился каждые 20…25 см пути.

Материалы обоснования инвестиций в строительство высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Санкт-Петербург. Инженерно-геодезические изыскания. РЖДП-077/03-008.

4. Содержание земляного полотна

Элементы земляного полотна, водоотводных, укрепительных защитных сооружений

Требования к видам, периодичности, сроки и порядок осуществления надзора за земляным полотном установлены Инструкцией по содержанию земляного полотна. Определён каталог дефектов земляного полотна. Цифровая модель земляного полотна составляется на основе выполнения специальных периодических съёмок с использованием спутниковых, аэрокосмических, бортовых и наземных методов съёмки, в том числе с использованием радиолокаторов. По точности цифровая модель земляного полотна соответствует точности масштаба 1:1000.

Для укрепления устойчивости земляного полотна на каждой дистанции пути утверждается перечень видов деятельности по содержанию земляного полотна, рассчитанный на полное устранение деформаций.

Инструкция по содержанию земляного полотна железнодорожного пути. Утверждена МПС России 30.03.1998 г. ЦП-544.

5. Содержание искусственных сооружений

Элементы искусственных сооружений (мостов, путепроводов, эстакад, виадуков, тоннелей, водопропускных труб, лотков, галерей, селеспусков и т.д.)

Требования к видам, периодичности, сроки и порядок осуществления надзора за искусственными сооружениями установлены Инструкцией по содержанию искусственных сооружений. Цифровая модель искусственных сооружений составляется на основе инструментальных периодических съёмок с использованием спутниковых приёмников, лазерных сканирующих систем, высокоточных электронных тахеометров-автоматов, геотехнических датчиков. Для оперативного наблюдения динамических свойств наиболее важных и ответственных объектов должна быть обеспечена высокая точность измерения пространственных данных в мм и см диапазоне в режиме реального времени.

Надёжность надзора за искусственными сооружениями обеспечивается автоматизированной системой, создаваемой для постоянного наблюдения за искусственными сооружениями.

Инструкция по содержанию искусственных сооружений. Утверждена МПС России 28.12.1998 г. ЦП-628

6. Межевание полосы отвода железной дороги

Межевые знаки полос отвода железной дороги

СКП положения межевых знаков относительно пунктов СГС должна быть не более 10 см (0,1 мм на плане масштаба 1:1000).

Надёжность полученных результатов контролируется на основе установленной процедуры межевания земель

Инструкция по межеванию земель. Утверждена Роскомземом 18 апреля 1996 г.

Основные положения об опорной межевой сети. Утверждены Росземкадастром 15 апреля 2002 г.

7. Обеспечение безопасности железнодорожного движения

Подвижные средства, специальные подвижные средства

В соответствии с требованиями безопасности СКП определения местоположения поезда должна составлять 0,5 м (для распознавания пути, на котором находится поезд), эксплуатационная готовность — 99,98 % и длительность тревожного состояния (ТТА) — 1 с.

Для обеспечения надёжности определения местоположения поезда в СДКМ ГЛОНАСС и GALILEO создаются сервисы по повышению надёжности спутниковой навигации на железных дорогах.

Проект «GALILEO для железных дорог»

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 спутниковых 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

Требования к РНС в интересах геодезического обеспечения задаются так, чтобы обеспечивались точности измеряемых параметров, необходимые при проведении геодезических и картографических работ.

Единая система геодезических координат 1942 года (СК-42), введенная постановлением Совета Министров СССР от 7 апреля 1946 года №760, заменяется СК-95.

На основе совместного уравнивания координат пунктов космической геодезической сети, доплеровской геодезической сети и астрономо-геодезической сети на эпоху 1995 года, система координат 1995 года закреплена пунктами государственной геодезической сети.

Система координат 1995 года строго согласована с единой государственной геоцентрической системой координат из документа «Параметры Земли 1990 года» (ПЗ-90.02). За отсчетную поверхность в СК-95 принята поверхность референц-эллипсоида Красовского с параметрами:

большая полуось - 6378245 м; сжатие - 1:298,3.

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, 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.

Нормальные высоты геодезических пунктов определяются в Балтийской системе высот 1977 года, исходным началом которой является нуль Кронштадтского футштока, а высоты квазигеоида вычисляются над эллипсоидом Красовского.

При решении специальных задач могут применяться и другие проекции поверхности эллипсоида на плоскость. 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.

Государственная геодезические сети, создаваемая в настоящее время, структурно формируются 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, 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 к 2011 г., 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.

Таблица 2.9. Достигнутые и требуемые точности геодезического обеспечения

п/п

Виды

СКП взаимного положения

геодезического

обеспечения

достигнутые

перспективные требования

1

2

3

4

1

Высокоточная

основа для развития ГГС

(КГС - 200 мм)

Не соответствует

по точности

3 мм +5х10-8 D мм

на каждые 1000 км

(ФАГС)

2

Глобальная и региональная геодинамика

КГС - 200 мм

Не соответствует по точности и оперативности

20...30 мм при неограниченных расстояниях (ФАГС)

3

Высокоточная геодезическая основа для создания СДГС и СГС-1

30...50 мм

Не соответствует по точности

3 мм + 5х10-7 D мм

при расстояниях 150-200 км

(ВГС)

4

Локальная

геодинамика

5 мм на 10 км (ГДП)

Не соответствует по точности

3 мм + 1х10-7 D мм

при расстоянии между пунктами 25-30 км

(СГС-1)


1

2

3

4

5

Основа развития ведомственных систем геодезического обеспечения

20...30 мм на 5-15 км.

Не соответствует по точности

10 мм на 30 км

(СГС-1)

6

Геодезическое обеспечение

потребителей

всех уровней

20...40 мм в плане при расстояниях 10...15 км.

250...800мм в плане при расстояниях от 1 до 9 тыс. км.

Не соответствует по оперативности и точности

20...50 мм

в плане

на расстояниях

до 500...1000 км

10 мм + 30 мм

по высоте

на каждые 100 км

7

Высотное

обеспечение

Астрономо-гравиметрическое нивелирование

100...200 мм на 150...300 км;

1...1,5 м на 7000 км. Не соответствует по точности определения нормальных высот.

(ФАГС, ВГС совместно с детальными картами высот квазигеоида)

Трудоемкие и дорогостоящие методы традиционного нивелирования не соответствуют по оперативности

5 мм + 10...30 мм

на каждые 100 км

(спутниковое нивелирование)

8

Единая глобальная система высот

200...300 мм

Не соответствует по точности

30...50 мм

(ФАГС, ВГС, спутниковое нивелирование совместно с гравиметрическим методом)

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.

Таблица 2.10. Требования потребителей к точности исходных АГГД

Задачи геодезического обеспечения

Потребители

Погрешность(СКП)

1. Создание геоцентрической системы координат (точность отнесения к центру масс Земли), м

2. Определение параметров

гравитационного поля Земли:

  1. высоты геоида глобально, м

  1. уклонения отвесной линии, угл. сек.

3. Определение связей систем координат:

  1. линейные элементы, м

  2. угловые элементы, угл. сек.

4. Определение параметров ориентации Земли, угл. сек.

Космические исследования.

Фундаментальная наука. Навигация. Океанография. Космическая геодезия.

0,05

0,1…0,2 (глобально)

0,02…0,03 (тер.РФ)

0,5…1,0

0,05…0,1

0,01

0,001

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.

Таблица 2.11. Требования к точности бортовых средств навигационного обеспечения перспективных КА

№ п/п

Классы КА

Погрешность определения ПДЦМ (СКП)

Примечание

1

КА связи и ретрансляции

не хуже 200 м по всем координатам

2

КА навигационного обеспечения

5 м - вдоль орбиты и в боковом направлении,

3,3 м - по высоте

3

КА геодезического обеспечения

0,33 м вдоль орбиты и в боковом направлении,

0,33 м по высоте

4

КА системы обнаружения терпящих бедствие объектов

33 м по всем координатам

5

КА геофизического обеспечения

17…50 м по всем координатам

Таблица 2.12. Требования к точности систем ориентации перспективных КА

№ п/п

Классы КА

Требования к точности систем ориентации КА (СКП), угл. мин

1

КА связи и ретрансляции

1…1,3 по всем каналам

2

КА навигационного обеспечения

10 по всем каналам

3

КА геодезического обеспечения

2…3,3 по всем каналам

4

КА геофизического обеспечения

2 по всем каналам

2.2.8. Требования потребителей от правоохранительных органов государств СНГ (Нужно-ли?)

Радионавигационное обеспечение потребителей правоохранительных органов требуется при решении следующих задач:

управление мобильными силами и средствами правоохранительных органов (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 правоохранительных органов, служебно-розыскные собаки);

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

перевозка спецконтингента (арестованных, подозреваемых, обвиняемых) с помощью автозаков;

слежение за поднадзорными лицами с помощью малогабаритных;

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

раскрытие преступлений правоохранительными органами (использование автомобилей-«ловушек», скрытое наблюдение за перевозками оружия, наркотических средств и т. п.);

оснащение спецподразделений для решения служебных задач по охране общественного порядка, проведению спецопераций, (в том числе в условиях «закрытых» помещений при ограниченной видимости);

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

поиск угнанных или похищенных ТС, оснащённых 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;

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 правоохранительных органов;

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.;

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.

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).

Важным элементом будущей перспективной системы КВНО спецпотребителей на базе ГЛОНАСС должна стать система мониторинга радионавигационных помех ГНСС. 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).

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 тоже 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) – 17 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 автоматическое 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 т.д.

В интересах систем сотовой связи (ССС) требуется точная частотная настройка с относительными погрешностями: 0,5*10-7 для ССС технологий GSM и CDMA, а также - 0,5*10-6 для ССС технологии TDMA. Такие же требования к относительной стабильности частоты существуют 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.

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.

Таблица 2.13. Требования к синхронизации шкал времени объектов и к нестабильности частоты

ОБЪЕКТЫ И

ЗАДАЧИ

ПАРАМЕТРЫ

Точность привязки к UTC

Покрытие

Доступность, %

Дискретность

Уровень

Стабильность

Относит.

Связь (фиксированная и подвижная), включая системы управления и другие системы поддержки

Десятки нс

10-12 (частота)

До 100 нс,

1 сут. усред.

Нац.

99,7

Непрерывно

Научное сообщество

нс

10-16 (частота, 30 сут. усред.)

50 пс, 1 сут. усред.

Глоб.

99,7

Непрерывно

Банки и финансы

с

-

-

-

Уточ.

Уточ.

Синхронизация электроэнергетики

мкс

-

-

Континент

99,7

1 с

2.2.11. Обобщенные требования основных групп потребителей

Обобщенные требования к РНС 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.

Таблица 2.14. Основные обобщенные требования потребителей к навигационному обеспечению

Потребители

Решаемые задачи

Рабочая зона

Погреш-

ность местоопре-деления (СКП), м

Доступ-ность (эксплуатационная готовность)

Целостность (вероятность или время)

1

2

3

4

5

6

В

О

З

Д

У

Ш

Н

Ы

Е

Полеты по маршруту (трассе)

Глобальная

Региональная

370…9200

0,99 - 0,99999

1-10-7

Полеты в зоне аэродрома

Район аэродрома

370

0,99 - 0,99999

1-10-7

Некатегорированный заход на посадку

Район аэродрома

8...110

10…4 (Н)

0.99 - 0,99999

1-10-7

Заход и посадка по катего-риям ИКАО

Зона средств посадки

2,0…8,5

0,3…2 (Н)

0,99 - 0,99999

1-210-7

Спецзадачи, геодезические и геофизические наблюдения

Локальная

1…10

0,999

0,999

М

О

Р

С

К

И

Е

В районах океанского плавания

Глобальная

50

0,998 за 30 сут.

10 с

В районах прибрежного плавания при невысокой интенсивности движения судов

Региональная

5

0,995 за 2 года

10 с

При плавании в портах, на подходах к ним и в прибрежной зоне с высокой интенсивностью движения судов

Локальная

5

0,998 за 2 года

10 с

По всему Мировому океану (перспект)

Глобальная

5

0,998 – 0,9997

10 с

При плавании в акваториях портов и выполнении специальных работ (перспективные требования)

Локальная

0,05…0,5

0,998 – 0,9997

10 с

1

2

3

4

5

6

Р

ЕЕ
Ч
Н
Ы
Е

Движение судов по внутренним водным путям:

  1. озера, свободные реки

  2. каналы

  3. расстановка знаков,картография и т.д.

Мониторинг судов

районы озер, рек

р-ны каналов

р-ны рек,каналов

ВВП России

2,5…17

1…2,5

0,1…3,5

50

0,995-0,998

0,995-0,998

0,99

5 с

5 с

5 с

-

Н

А

З

Е

М

Н

Ы

Е

Движение наземного тран-спорта в городах и пригородах. Мониторинг.

Вызов машин при аварии, машин скорой помощи

Локальная

2,5…10

0,98…0,99

0,98…

0,99

Движение при междугородних, региональных и международных перевозках. Мониторинг. Вызов машин при аварии, машин скорой помощи

Региональн., локальная

10…15

0,95

0,97

Решение спец. задач (обеспечение спецпотребителей МВД и др.)

Локальная

2,55…15

0,99

0,99

Управление движением объектов РЖД, строительными и сельскохозяйственными машинами

Локальная

0,05...0,5

0,9998

1 с

Картография и геодезия,

землеустройство, путевое хозяйство РЖД

Глобальная, региональн., локальная

0,02…0,05 0,02…0,05

0,003-0,006

-

-

К

О

С

М

И

Ч

Е

С

К

И

Е

КА связи и ретрансляции

200

КА навигационного обеспечения

3...5 (должны быть снижены)

КА геодезического обеспечения, ДЗЗ

0,33…1

КА системы обнаружения терпящих бедствие объектов

33

КА геофизического обеспечения, ракеты-носители, разгонные блоки, орбитальные станции

17…50

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 РНС по расположению (базированию) средств, формированию радионавигационных полей делятся:

  1. на космические (спутниковые);

  2. на наземные (стационарные и мобильные).

Классификация существующих РНС приведена на рис.3.1.

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

3.1. Космические навигационные системы

Созданы и используются потребителями космические глобальные навигационные системы:

  1. глобальная навигационная спутниковая система расширенного состава ГЛОНАСС;

  2. глобальная навигационная спутниковая система "Цикада-М".

Основные характеристики ГНС приведены в таблице. 3.2.

  1. глобальная навигационная спутниковая система GPS рассматривается в ФРНП США.


Рис. 3.1. Классификация существующих отечественных радионавигационных систем

Таблица 3.2 Основные характеристики космических систем

Сущ

еств

ующ

ие

НАВ

ИГА

ЦИО

ГЛОНАСС с КА «Глонасс-К»

Среднеорбитальная квазидальномерная

24

-

30

А-737

СН-3301

СН-3700

СНС-2,3

МРК-18

Шкипер

БРИЗ

Репер,

ГП30М,

ГП29

1592...1621

1237...1262

Глобальная

Плановые координа-ты,3,5; высота 3,5; время

7 нс

Непрерывно

Неограниченная

0.98

Не определена

НН

ЦИКАДА - М

Низкоорбитальная

доплеровская

4

---

Шхуна,

АДК - 3,

Челн - 1,2

---

399.76-401.04

149.91-150.39

Глобальная

80

55…220

мин

Неограниченная

0.98

Не определена

ЫЕ

Геодезическая

ГЕО – ИК2

Низкоорбитальная

доплеровская

1 -2

---

---

Специальная

400

2000

Глобальная

1

---

Неограниченная

Не определена

Не определена

Раз-рабатываемые

Навигационные

ГЛОНАСС с КА «Глонасс-К»

Среднеорбитальная квазидальномерная

24

А-737

СН-3301

СН-3700

СНС-2,3

МРК-18

Бриз-КМ

Репер,

ГП30М,

ГП29

1592 - 1621

1237 – 1262

1197-1213

Глобальная

Плановые координаты, 1,4; высота 1,4; время 3 нс

Непрерывно

Неограниченная

---

Не определена

*)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 3.09.2010 года 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. Исходя из анализа состояния бортовых систем КА и программы запусков в период до декабря 2010 г. можно обоснованно ожидать увеличение состава орбитальной группировки до 28 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 и L2. Частотная полоса в диапазоне L1 составляет 1592...1621 МГц, а частотная полоса в диапазоне L2 составляет 1237...1262 МГц. 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»).

Таблица 3.2. Тактико-технические требования к ГНС ГЛОНАСС

Параметр

Значение

Рабочая зона

глобально

Доступность при пространственном геометрическом факторе PDOP < 6 на любом 24-часовом интервале в зоне действия системы

не хуже 98%

Погрешность определения пространственных координат в абсолютном режиме без использования информации от функциональных дополнений с вероятностью 0,95 на любом суточном интервале времени на этапе штатной эксплуатации системы в пределах всей области обслуживания ГНС ГЛОНАСС при PDOP=2 должна составлять:


по положению

по скорости

по времени

7 м

0,02 м/с

13,3 нс

Расхождение системной шкалы времени КА ГЛОНАСС с национальной шкалой всемирного координированного времени UTC(SU) с вероятностью 0.95 не должно превышать:

660 нс

*) – 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.

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:

-

30%

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 1.08.2010 года 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 её сегмент.

Зона действия: глобальная при работе с АРБ в диапазоне частот 406 МГц и с платформами сбора данных в диапазоне частот 402 МГц; в общей зоне видимости станции приема и обработки информации и ИСЗ при работе с аварийными радиобуями и радиосредствами в диапазоне частот 121,5 МГц. С 01.02.2009 г. по решению Совета КОСПАС-САРСАТ обработка сигналов 121,5 МГц прекращается.

Точность определения координат места аварии без ГНС: 2…3 км при работе в диапазоне частот 406 МГц, 20 км при работе в диапазоне частот 121,5 МГц (до 2009 г.); местоположения подвижного объекта - не более 10 км при скорости движения до 60 км/час в диапазоне частот 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 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.

Геодезическая система ГЕО-ИК2

Для решения специальных геодезических задач создана космическая низкоорбитальная доплеровская система в диапазоне частот 2000 и 400 МГц с точностью местоопределения (СКП) 1 м (табл. 3.1).

3.2. Наземные системы

Наземные радионавигационные системы по дальности действия делятся:

  1. на радиотехнические системы дальней навигации;

  2. на радиотехнические системы ближней навигации;

  3. на системы посадки.

3.2.1. Радиотехнические системы дальней навигации

Система "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:

  1. Европейская, в составе пяти станций, расположенных в районах городов Брянск (ведущая), Петрозаводск, Сызрань (Российская Федерация), Слоним (Республика Беларусь), Симферополь (Украина);

  2. Восточная, в составе четырех станций, расположенных в районах городов Александровск-Сахалинский (ведущая), Петропавловск-Камчатский, Уссурийск и Охотск;

  3. 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:

  1. воздушных - А-711, А-720, А-723;

  2. морских - КПИ-5ф, КПИ-6ф, КПИ-7ф, КПИ-8ф, КПИ-9Ф, РЩ;

  3. наземных - “Нева”.

Европейская цепь принята в эксплуатацию в 1972 году; Восточная - в 1986 году; Северная - в 1996 году. В настоящее время завершаются работы по частичной модернизации и доработке аппаратуры указанных систем. Системы работают в соответствии с установленным расписанием, составляемым ежегодно.

Аналогом системы “Тропик-2” (“Чайка”) является РНС “Лоран-С”.

Таблица 3.3. Основные характеристики радиотехнических систем дальней навигации

Состояние

Вид

Наименование РНС

Общая характеристика

Состав РНС

Диапазон рабочих частот (кГц)

Площадь рабочей зоны (млн. кв. км)/дальность действия (тыс. км)

Точность (СКП) определения места (м)

Дискретность измерений

Пропускная способность

Дос-туп-ность

Це-лост-ность

Кол-во станций (цепей)

Тип навигационной аппаратуры потребителей

Воздушных

Морских

Наземных

Существующие

Стационарная

«Чайка»

(Европейская)

Разностно-дальномерная импульсно-фазовая

5 (1)

А-711

А-720

А-723

КПИ-5ф

КПИ-6ф

КПИ-7ф

КПИ-8ф

Нева

100

6,5/1,5-1,9

60-1400*

Непрерывная

Неограниченная

0,9995

Не определена

«Чайка»

(Восточная)

4 (1)

5,5/1,6-2,2

120-1500*

«Чайка»

(Северная)

4 (1)

1,7/1,2

500-1500

3-4 (4)

1(1 цепь)

/0,6-0,8

35-1230*

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

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, DМЕ -2000, КРМ, ”АЛМАЗ”.

Системы РСБН-4Н (-8Н), РМА-90, РМД-90, DVOR-2000, DМЕ -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 600,5-770 МГц, канал азимута 873,6…935,2 МГц), значительная часть которого выделена для работы систем связи. В связи с этим основной задачей на ближайший период является обеспечение и поддержание системы РСБН в работоспособном состоянии в оставшемся разрешенном диапазоне частот. Система планируется для использования в основном в военной авиации и ограниченно в гражданской авиации (например, для привода на военный аэродром, выделенный в качестве запасного).

Комплекс РМА-90, РМД-90,DVOR-2000, DМЕ -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, DМЕ-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

Таблица 3.4. Основные характеристики радиотехнических систем ближней навигации

Сущ

еств

ующ

ие

РСБН-4Н

(-8Н)

Дальномерно-угломерная

1

РСБН-2с, 5с, 6с, 7с, 85, 85В, А-312, 317

321, 331

---

---

600,5-770

873.6 - 935.2

МГц

(сокращен)

400

150-20

Непрерывно

100

0.98

Не определена

ПРС - АРК

Угломерная

1

АРК-9,

11, 15, 19,

22, 25

---

---

150 - 1750

кГц

50 - 200

  1. - 2.5

град

Непрерывно

Неограниченная

0.95

Не определена

БРАС - 3

Разностно-дальномерная, импульсно-фазовая

3

---

ГАЛС

КПФ-3К

РС-1, РКС

---

  1. - 2.2

МГц

200

12 – 60

Непрерывно

Неограниченная

0.9

Не определена

РС - 10

Разностно-дальномерная, импульсно-фазовая

3-6

---

ГАЛС

РС-1, РКС

---

  1. - 2.2

МГц

250

3.6 - 12

Непрерывно

Неограниченная

0.95

Не определена

ГРАС

(ГРАС-2)

Дальномерная

1

---

РНК-2

(РД-1)

---

4100 - 4300

МГц (ГРАС)

3902-4198

МГц (ГРАС-2)

60

0.5 - 1.5

0.03

мин

5

0.93

Не определена

«Крабик-Б»

Дальномерная

фазовая

1

---

АИК

---

321-331 МГц

100

1.0

0.03

мин

3

0.9

Не определена

«Поиск»

Разностно-даль-номерная, фазовая

3 -4

---

---

---

  1. - 2.4

МГц

150

20 – 35

Непрерывно

Неограниченная

0.95

Не определена

РМА - 90, DVOR-2000

Угломерная

1

Курс - МП

---

---

108 - 118 МГц

350

0.5 -1.0град

Непрерывно

100

самолетов

Не определена

Не определена

РМД-90, DME-2000

Дальномерная

1

ВОР - 85

СД-ДМЕ

---

---

950-1215 МГц

---

185

Непрерывно

100

самолетов

Не определена

Не определена

Раз раба тываемые

«Спрут»

Разностно-дальномерная

3 -4

---

---

---

1.6-2.2 МГц

600

15 – 20

Непрерывно

Неограниченная

0..97

Не определена

«Крабик-БМ»

Разностно-дально-мерная, дальномерн. комб. Актиный режим

3 -6

---

---

---

230 - 332МГц

150

0.5 - 3.0

Непр. (р/д реж)

0.03мин

Неограниченная

0.9

Не определена

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 "Хайперфикс" (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 285-315 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.

Остальные радиомаяки планируется вывести из эксплуатации к 2010 году.

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:

  1. метрового диапазона СП-75, - 80, -90, -200;

  2. 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-й 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-й (ПРМГ-5) и I-II-й (ПРМГ-76У) категорий.

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 (5030…5090) МГц, 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 соотвтствии 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 наземная контрольно-корректирующая станция ЛККС-А-2000. Данная система соответствует требованиям для выполнения посадки по I категории ИКАО.

Таблица 3.5. Основные характеристики

Назначение

Состояние

Наименование системы

Общая характеристика

Состав системы

Целостность

Доступность

Пропускная способность

Дискретность измерений

Категория посадки

Дальность действия (км)

Диапазон рабочих частот,

МГц

систем посадки

Тип аппаратуры потребителей

Кол. станций


Воздушных

Морских

Наземных


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15


Суще

ствующие

СП - 75

СП - 80

СП – 90

СП-200

Стационарная,

метровая

3

Курс-МП1, 2, 70, Ось-1, ИЛС-85, VIM-95

---

---

108 - 112

329 -335

75 (маркер0

46 км

(канал курса)

18.5 км

(канал глиссады)

III

Непрерывно

Неограниченная

0.986

Не определена

ПРМГ-5 (-76У)

Мобильная,

стационарная

3

РСБН-2С, 5С, 6С, 7С, 85, 85В, 2000, А-312, 317, 321, 331

---

---

772 – 1000,.5

(Сокращен)*

45 км

(канал курса)

29 км

(канал глиссады)

I - II

Непрерывно

Неограниченная

0.95

Не определена

* Уточняется по мере освобождения диапазона для систем сотовой связи.

3.3. Аппаратура потребителей радионавигационных систем

Важнейшей составной частью координатно-временного и навигационного обеспечения для всех пользователей является навигационная аппаратура потребителей (НАП) радионавигационных систем. В целом под навигационной аппаратурой потребителей понимается изделие в законченном виде или совокупность приемоизмерительного модуля с антенной, предназначенного для приема и обработки радиосигналов навигационных КА ГНСС в целях определения координат местоположения, составляющих векторов скорости движения в пространстве и шкал времени потребителей. Для работы по различным видам радионавигационных систем с учетом специфики решаемых задач разрабатываются и различные типы приемоиндикационной аппаратуры воздушных, морских, речных и наземных потребителей.

Принцип работы НАП основан на приеме навигационных сигналов от передающих устройств РНС, находящихся одновременно в зоне видимости определяющегося объекта, и вычислении собственных текущих координат, скорости и времени на основании информации, излучаемой передатчиками. При этом полученная потребителем точность навигационных определений по положению для пользователей РНС может составлять 10 м и менее.

В последние годы происходит бурный рост парка НАП. Благодаря развитию микропроцессорной техники и средств связи на рынке появляются новые модели товаров и услуг в области навигации. В настоящее время стал доступен контроль за местоположением объектом и топогеодезическая привязка с метровой и даже сантиметровой точностью, что находит свое применение на транспорте, в геодезии, строительстве, мониторинге подвижности земной коры и вращения Земли и многих других.

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 комического и наземного базирования.

3.3.1. Аппаратура потребителей космических радионавигационных систем

Навигационная аппаратура потребителей спутниковых навигационных систем становится все более массовым техническим средством, которое находит своих потребителей в разных областях деятельности. Наряду с решением чисто навигационных задач возможности СРНС широко используются в системах связи, точного времени, геодезии, картографии, метеорологии, на транспорте, в управлении городским хозяйством, строительстве, сельскохозяйственной деятельности, при проведении поисково-спасательных работ, для туризма и путешествий.

По оценкам экспертов, в настоящее время в мире насчитывается свыше 250 млн. пользователей GPS-устройств. За последнее десятилетие сектор приборов и услуг глобального позиционирования стал наиболее динамично развивающейся коммерческой отраслью.

3.3. 1.1. Классификация радионавигационной аппаратуры космических радионавигационных систем.

В соответствии с назначением различают следующие основные виды навигационной аппаратуры космических радионавигационных систем:

  • аппаратура авиационного применения;

  • аппаратура морского и речного применения;

  • аппаратура геодезического применения;

  • аппаратура наземного применения;

  • аппаратура синхронизации;

  • ОЕМ-модули;

  • аппаратура для мобильных беспроводных устройств;

  • аппаратура общего назначения.

К радионавигационной аппаратуре авиационного применения отнесены изделия, в первую очередь отвечающие требованиям обеспечения безопасности полетов воздушных судов. Это специализированная аппаратура навигации, устанавливаемая на борту самолета или вертолета, которая обеспечивает сопряжение с другими бортовыми системами навигации и связи. Спецификация бортовых навигационных систем определена международными и национальными стандартами, определяющих характеристики аппаратуры. Бортовые спутниковые навигационные системы могут выступать в качестве дополнительных или вспомогательных систем навигации в зависимости от процедур принятых правил полета в заданном районе воздушного пространства. То есть спектр их применения достаточно широк – от автономного навигатора, до составной часто единого комплекса CNS.

К аппаратуре морского применения отнесены радионавигационные приемники для установки на борту судов морского или речного флота. Характеристики данного класса аппаратуры определены международными и национальными стандартами. Такие системы допускают интеграцию с другими средствами навигации, например, с радиолокационными станциями или эхолотами, образуя единый навигационный комплекс, обеспечивающий заданные параметры судоходства. Кроме того, навигационные датчики спутниковых навигационных систем стыкуются с бортовыми радиомаяками, что позволяет существенно повысить эффективность поисково-спасательных работ.

Радионавигационная аппаратура геодезического класса предназначена для высокоточной геодезической оценки базовых линий путем использования кодовых и высокоточных фазовых измерений с последующей камеральной обработкой или в режиме кинематики реального времени. Навигационный приемник геодезического класса, в зависимости от условий применения, может поддерживать широкий набор опций, включение которых зависит от требований покупателя. Среди наиболее значимых можно отметить прием сигналов нескольких систем навигации, двухчастотные измерения, прием сигналов локальных или широкозонных систем функциональных дополнений, поддержка RTCM протокола, решение по базовой линии в режиме реального или псевдореального времени. К этому же классу аппаратуры отнесены опорные референцные станции, которые обеспечивают стандартный набор функций по приему, накоплению, обработке и передаче информации, включая данные дифференциальной коррекции.

К аппаратуре наземного применения отнесены автомобильные и бытовые носимые приемники радионавигационных систем. Для бытовых приемников основными требованиями являются: приемлемая цена, простота использования, компактность, удобный интерфейс, подключение компьютера. Автомобильный навигационный приемник представляет собой более широкий класс аппаратуры – от автономного навигатора до сложного телематического модуля, позволяющего в реальном времени в беззапросном режиме осуществлять контроль за перемещением транспортных средств, в том числе поиск угнанного автотранспорта. В некоторых случаях телематический модуль осуществляет дополнительные функции по мониторингу датчиков, контролирующих состояние устройств автомобиля или груза. Большинство навигационных датчиков поддерживают прием дифференциальных поправок, обеспечивая более высокую точность навигации.

К аппаратуре синхронизации отнесены устройства, обеспечивающие частотную или временную синхронизацию систем и устройств пользователя. Системы синхронизации времени (системы единого времени - СЕВ) используются для формирования и выдачи потребителям высокостабильных сигналов времени и эталонных частот. СЕВ обеспечивает выдачу в навигационные системы пользователя единого кода астрономического времени, синхронизированного сигналами точного времени спутниковой системы глобального позиционирования или от другого источника. Высокая стабильность несущей частоты навигационного космического аппарата и устойчивость бортового генератора опорной частоты позволяют достигать высоких уровней абсолютной синхронизации с системным временем спутниковых навигационных систем. При этом носителем эталона частоты и времени является спутниковая система, обеспечивающая глобальную зону действия своего сервиса. Подобные устройства активно применяются для создания систем единого времени в локации, связи, управлении и мониторинге удаленными объектами, в том числе с высокой динамикой состояния. Точность синхронизации в зависимости от условий использования и аппаратных решений может достигать 10-30 нс без использования дополнительных устройств стабилизации. Для реализации CЕВ отечественными и зарубежными производителями серийно выпускаются специализированные технические средства, включающие в себя блоки передачи кода времени, а также различные электронные модули.

ОЕМ-модули. К данному классу отнесены элементы навигационных приемников в составе навигационных плат или наборов микросхем. Эти элементы выполняют основные функции навигационных систем – решение навигационной задачи и прием информационных сообщений навигационных космических аппаратов. Исходя из специфики деятельности разработчика, ОЕМ (Original Equipment Manufactures) – модули комплексируются с другими техническими средствами, реализующими интерфейс, обработку, и передачу данных в зависимости от специфики требований потребителя. Учитывая, широкий спектр применения навигационной аппаратуры, номенклатура изделий на базе ОЕМ – модулей нашла применение в системах телематике на транспорте, в связи, в охранных системах и т.д.

Навигационные приемники для мобильных беспроводных устройств (коммуникаторы, смартфоны, Интернет-планшеты, КПК), на сегодня,помнению специалистов, являются одним из наиболее перспективных и быстрорастущих сегментов рынка аппаратуры глобального позиционирования. Для прорыва GPS-приемников на сотовый рынок были созданы весомые технологические предпосылки. Появление специальных миниатюрных GPS-чипов SiRF III американской фирмы SiRF Technology Inc позволило инсталлировать все "железо", необходимое для работы GPS, в пространство, эквивалентное половине спичечного коробка. При этом за счет внесения определенных изменений в архитектуру системы сотовой связи чип обеспечивает хороший прием сигнала, что позволяет обладателю мобильного телефона с GPS-чипом позиционироваться и определять координаты с качеством, сравнимым с обычными GPS-приемниками, снабженными антенной. Отметим, что фирма SiRF Technology Inc на сегодня является ведущим мировым производителем не только GPS-чипов для мобильных телефонов, но и широкого спектра чипов и многофункциональных процессоров, а также программного обеспечения для портативных навигационных приемников и беспроводных устройств различного назначения с навигационными функциями.

К аппаратуре общего назначения отнесены платы навигационных приемников, на основе которых можно скорректировать и собрать устройства для последующего применения в соответствии с пожеланиями заказчика. С применением платформ навигационных приемников создается значительное количество телематических модулей для мониторинга движения наземных транспортных средств, в том числе противоугонных систем. Несколько меньше их используют для создания аппаратуры навигации морского и воздушного применения. Так же отдельные образцы применяются для создания аппаратуры геодезического класса. Исходя из возможностей платформы, специализации разработчика и требований заказчика одно и то же изделие может быть использовано в системах различного назначения и условий применения.

3.3. 1.2. Основные характеристики НАП ГНСС.

Специфика задач, решаемых навигационной аппаратурой потребителей РНС, определяет состав требований к данной аппаратуре. Потребители давно признали технологию спутниковой навигации как одно из наиболее надежных и точных средств позиционирования. Уточнены и сформулированы требования и рекомендации к использованию спутниковой аппаратуры в части, касающейся точности, непрерывности, доступности, целостности.

В число задаваемых требований обычно включают погрешность определения координат, вектора скорости и времени, время получения первого отсчета, непрерывность (устойчивость) навигационных измерений НАП (длительность перерывов в навигационных определениях) при наличии внешних помех, время восстановления выдачи навигационных параметров после потери слежения за навигационными сигналами и др.

Сравнительный анализ аппаратуры потребителей ГНСС внутри одного класса обычно проводится по следующим критериям:

  • Кол-во отслеживаемых каналов

  • Тип отслеживаемого сигнала

  • Макс. число отслеживаемых спутников

  • Габариты

  • Вес

  • Точность позиционирования (местоопределения)

  • Частота обновления данных

  • Время «холодного» старта

  • Время «теплого» старта

  • Время захвата (синхронизации)

  • Мониторинг целостности

  • Прием информации внешних источников

  • Кол-во портов

  • Типы интерфейсов

  • Скорость передачи данных

  • Рабочие температуры (диапазон)

  • Источник питания

  • Потребляемая мощность (Вт)

  • Тип антенны

Результаты последнего мониторинга 497 приемников 73 ведущих производителей НАП ГНСС, опубликованные журналом GPS World в 2010 г. (GPSWorldReceiverSurvey-2010), говорят о том, что основные характеристики выпускаемых на сегодня зарубежными фирмами моделей НАП лежат в следующих диапазонах:

  • Современные ГНСС-приемники отслеживают не менее 12 каналов. Многие мультисистемные модели в зависимости от архитектуры отслеживают 20, 30, 60, 216 и даже 336 каналов, используя дополнительно сигналы ГЛОНАСС, WAAS, EGNOS, MSAS и др. Некоторые производители просто указывают, что их приемники отслеживают сигналы всех аппаратов СРНС, находящихся в зоне приема.

  • Погрешность местоопределения в зависимости от архитектуры и режимов работы, как правило, составляет 1-20 м, но имеются модели, обеспечивающие сантиметровую точность.

  • Потребляемая мощность находится в пределах от 0,03 Вт до нескольких десятков Вт.

  • Время захвата лежит в интервале от 1 до 1000 нс.

  • Время «холодного старта» у разных моделей составляет от 30 с до 10 мин.

  • Время «горячего старта» у разных моделей составляет от 5 с до 4 мин.

  • Рабочие температуры GPS-аппаратуры потребителей лежат в диапазоне от - 50º до +85º С.

  • Скорость передачи данных составляет от 300 бит/с до 100 Мбит/с

  • Диапазон размеров и габаритов НАП ГНСС очень широк – от величин, измеряемых в мм, до нескольких десятков см.

  • В зависимости от назначения и типа ГНСС-аппаратура потребителей имеет массу от нескольких граммов до нескольких килограммов.

  • Также в зависимости от назначения в приемниках ГНСС могут использоваться как встроенные, так и внешние антенны различных типов.

3.3.2. Аппаратура потребителей наземных радионавигационных систем

В настоящее время эксплуатируется значительное число типов (около 36) различной бортовой аппаратуры потребителей 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 конкурентноспособно 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 целях геодезического обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач используется государственная геоцентрическая система координат «Параметры Земли 1990 года (уточненная версия ПЗ-90.02)

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

Начало координат расположено в центре масс Земли;

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

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

Геодезическая широта В точки М определяется как угол между нормалью к поверхности эллипсоида и плоскостью экватора. Положительное направление отсчета широт – от экватора к Северу.

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

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

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

Таблица 3.6. Фундаментальные константы и параметры системы ПЗ-90.02

Параметры

Величина

Угловая скорость вращения Земли ()

7,292115x10-5 радиан/с

Геоцентрическая константа гравитационного поля Земли с учетом атмосферы (fM)

398 600,4418x109 м32

Геоцентрическая константа гравитационного поля атмосферы Земли (fMa)

0,35x109 м32

Скорость света (с)

299792458 м/с

Большая полуось эллипсоида (а)

6 378136,0 м

Первое (полярное) сжатие ()

1/298,257839303

Гравитационное ускорение на экваторе Земли (а)

978032,84 мГал

Поправка к гравитационному ускорению на уровне моря, обусловленная влиянием атмосферы Земли (а)

- 0,87 мГал

Вторая зональная гармоника геопотенциала ( J20)

1082625,75x10-9

Четвертая зональная гармоника геопотенциала ( J40 )

(- 2370,89x10-9)

Нормальный потенциал на поверхности общеземного эллипсоида (U0)

62636861, 074 м22

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

До полного перехода на систему координат СК-95 используется единая система геодезических координат 1942 года (СК-42), введенная постановлением Совета Министров СССР от 7 апреля 1946 года № 760

Система координат 1995 года установлена так, что ее оси параллельны осям геоцентрической системы координат ПЗ-90. Положение начала СК-95 задано таким образом, что значения координат пункта государственной геодезической сети (ГГС) Пулково, ЦКЗ (центр круглого зала), в системах СК-95 и СК-42 совпадают.

Переход от геоцентрической системы координат к СК-95 выполняется по формулам:

Х СК-95 = ХПЗ-90  ДХ0,

YСК-95 = YПЗ-90  ДY0,

ZСК-95 = ZПЗ-90  Д Z0,

где ДХ0, ДY0, ДZ0 - линейные элементы ориентирования, задающие координаты начала системы координат 1995 года относительно геоцентрической системы координат ПЗ-90. Они составляют: ДХ0 =+25,90 м, ДY0 = -130,94 м, ДZ0 = -81,76 м.

За отсчетную поверхность в СК-95 для отсчета геодезических координат принята поверхность референц-эллипсоида Красовского с параметрами:

- большая полуось 6378245,00 м;

- первое (полярное) сжатие 1: 298,3.

Малая ось референц-эллипсоида совпадает с осью Z пространственной прямоугольной системы координат СК-95, остальные оси пространственной прямоугольной системы координат СК-95 лежат в его экваториальной плоскости, при этом плоскость начального меридиана совпадает с плоскостью XZ

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

Положение пунктов ГГС в принятых системах задается следующими координатами:

- пространственными прямоугольными координатами X, Y, Z;

- геодезическими (эллипсоидальными) координатами В, L, Н;

- плоскими прямоугольными координатами x и y, вычисляемыми в проекции Гаусса-Крюгера.

При решении специальных задач могут применяться и другие проекции эллипсоида на плоскость.

Геодезические высоты пунктов ГГС определяют как сумму нормальной высоты и высоты квазигеоида над отсчетным эллипсоидом или непосредственно методами космической геодезии, или путем привязки к пунктам с известными геоцентрическими координатами.

Нормальные высоты пунктов ГГС определяются в Балтийской системе высот 1977 года, исходным началом которой является нуль Кронштадтского футштока.

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

Временное обеспечение строится на основе шкалы координированноговремени 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.

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 приемоиндикаторной 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 0,5*10-14; 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 навигационный радиосигнал (узкополосный и широкополосный) в обоих 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..

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).

Таблица 4.1. Сравнительные характеристики КА системы ГЛОНАСС

Наименование КА

«Глонасс-М»

«Глонасс-К»

Годы использования

2003-2018

2010…2020

Срок активного существования, лет

7

10-12

Масса, кг

1400

750

Количество КА в групповом запуске:

на РН Протон

на РН Союз

3

1

6

2

Энерговооруженность, Вт

1000

1000

Количество гражданских сигналов

2

3

Суточная нестабильность АСЧ, 10-13

1

1

Дополнительные задачи

-

Система поиска и спасания

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

Таблица 4.2. Требуемые точностные характеристики радионавигационного поля ГЛОНАСС

Этап

Первый этап

Второй этап

Третий этап

Точность (СКП) определения

положения, м

6,2

3,5

1,4

Скорости, м/с

0,014

0,01

0,07

Времни, нс

15,4

6,7

2,7

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 реализованы требования 2-го этапа. Требуемые характеристики третьего этапа будут реализованы после замены в ОГ КА «Глонасс-М» на КА «Глонасс-К» (затем «Глонасс-КМ») и модернизации наземного комплекса управления.

Таким образом, уже осуществленная замена НКА 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.

Таблица 4.3. Показатели реализации функции контроля целостности

этап 1

этап 2

этап З

Зона действия

Время доставки

-

-

Россия 10 с

глобально 10 с

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.

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.

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 проводены 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 от 283,5 до 325,0 кГц. При этом функция РМ по обеспечению определения радионаправления отменяется. Применяется манипуляция с минимальным фазовым сдвигом (МSК). Скорость передачи корректирующей информации уcтанавливается 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 RТСМ SС-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.

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.

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, Казане, Саратове, Самаре, Перми, Красноярске, Иркутске, Омске, Ханты-Мансийске, Печоре, Подкаменной Тунгуске.

4.2.2. Авиационные локальные ДПС

К настоящему времени в мире разработано несколько типов авиационных ЛДПС (АЛДПС) посадки (спутниковых систем посадки) типа GBAS.

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 УКВ диапазона частот 108-118 МГц (VDB).

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.

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).

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:

  1. реализация на основе уже существующей структуры;

  1. охват большой площади при сравнительно невысоких затратах;

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

  1. 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):

Таблица 4.4. Заявленные характеристики РДПС на основе Eurofix

Параметр

Значение

Доступность (готовность) сигнала в пространстве %:

одна станция

две станции

три станции

99,8

99,9996

99,999999

Точность (95%), м:

по горизонтали

по вертикали

1,5

3

Целостность:

задержка сигнала тревоги, с

6 (соответствует требованиям ЛДПС для посадки по категории I)

Непрерывность (вероятность появления ошибки)

1*10-4 за 150 с

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

4.4. 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.

4.4.1. 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.

4.4.2. Интегрирование космических радионавигационныхсистем

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.

4.4.3. 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.

4.5. 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 (/).

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

4.6. 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:

  • транспортные средства (как военного, так и гражданского назначения);

  • системы 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;

  • системы сотовой связи и часы;

  • 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;

  • системы 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);

  • информационно-навигационные системы и комплексы;

  • 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.

  1. 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.

  1. 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).

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

Таблица 4.5. Основные направления развития НАП среднеорбитальных ГНС

Существующая аппаратура

Перспективная аппаратура

Работа по системе ГЛОНАСС (GPS)

Работа по ГНС ГЛОНАСС и GPS, ГАЛИЛЕО

Слежение за кодом и частотой

Слежение за кодом, частотой и фазой (с разрешением многозначительности и устранением «перескоков фазы»)

Определение координат и скорости фазового центра антенны

Определение координат и скорости заданной точки и углов ориентации корабля

Работа в диапазонах частот L1 ГЛОНАСС и GPS

Работа в диапазонах частот L1, L2, L3 ГЛОНАСС и L1, L2, L5 GPS, Галилео

Работа по сигналу кода стандартной точности ГЛОНАСС

Работа по сигналам кода стандартной и высокой точности ГЛОНАСС

Возможность работы в дифференциальном режиме

Работа в дифференциальном режиме в зоне действия МДПС, АЛДПС, РДПС и широкозонных дифференциальных подсистем

Работа по всем видимым КА ГНС

Работа по всем видимым КА ГНС, автономный контроль целостности ГНС

Обнаружение помех и управление ДН для исключения их влияния.

Автономный контроль целостности навигационных определений.

Используемые системы координат: WGS-84, ПЗ-90, Гаусса-Крюгера и СК-42

Используемые системы координат: WGS-84, ПЗ-90.02, Гаусса-Крюгера и СК-42 и СК-95, квазикоординаты

Выдача данных внешним потребителям в форматах NMEA-0183.

Выдача данных внешним потребителям в форматах NMEA-0183, ГОСТ 2676565.52-87 и др.

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);

- азимут, град. (с точностью до 1 град.).

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 (например, МВД и др.).

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.

Таблица 4.6. Перечень реквизитов, передаваемых от мобильного блока

диспетчерскому центру

п/п

Наименование реквизита

Примечание

1

2

3

1.

Номер мобильного блока

Короткое целое

2.

Дата/время

Длинное целое. Время передается с точностью до 1 секунды.

3.

Широта

Точность до одной

тысячной минуты

4.

Долгота

Точностью до одной

тысячной минуты

5.

Скорость

Точность, до двух десятых м/с.

6.

Азимут

Точность до 1 градуса

7.

Код формализованного сообщения

Короткое целое

8

Сигнал от датчика работы двигателя (двигатель работает да/нет)

Бит информации

9

Сигнал от датчика рабочего органа (включен да/нет)

Бит информации

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;

  • прием и учет дифференциальных поправок;

  • 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, идентификация 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. Такая система должна включать: навигационный блок с передачей по каналам сотовой связи 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 «сброс» содержимого памяти в «считыватель» автоматически либо по запросу и др.

4.7. 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 управляемой пространственной избирательности 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. НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

6.1. Основные подходы к развитию средств радионавигации

1. После 2010 г. основу радионавигационного обеспечения потребителей государств СНГ могут составлять глобальные навигационные системы ГЛОНАСС (Россия), GPS (США), а затем (после 2014 г.) ГАЛИЛЕО (Европа) и Beidou\Compass (Китай).

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.

ГНС ГЛОНАСС, GPS 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, DМЕ -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», и др.) оставляются функции резервирования и/или функциональных дополнений.

Автотранспорт в предстоящий период будет использовать информацию ГЛОНАСС и GPS в стандартном и дифференциальном режиме, опорные станции которого будут входить в состав соответствующих центров управления и опорных пунктов.

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 решать некоторые геодезические задачи на железнодорожном транспорте.

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 планируется широкое использование информации ГНС ГЛОНАСС, GPS и ГАЛИЛЕО в основном в относительном и дифференциальном режимах с использованием фазовых измерений при определении навигационных параметров.

Общая потребность в ДПС может составить до 530 единиц.

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 с использованием механизма частно-государственного партнерства.

4. Дальнейшее развитие системы. ГЛОНАСС планируется осуществлять в рамках федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система» и ФЦП 2012-2020 гг., что должно обеспечить ускорение создания перспективных космических средств, а также формирование рынка услуг на основе ресурсов координационно-временной и навигационной информации.

5. В системе ГЛОНАСС планируется сохранить каналы высокой и стандартной точности, что позволит разрешить противоречие, свойственное системам двойного назначения, - обеспечение решение 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 и надежности навигационного обеспечения;

  • расширение номенклатуры решаемых задач;

  • снижение затрат на эксплуатацию и поддержание орбитальной группировки и т.д.

7. 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

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).

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 приоритетамиФЦП «Глобальная навигационная система»и ФЦП 2012-2020 гг.развитие орбитальной группировки (ОГ) и потребительского сегмента должно осуществляться сбалансировано. 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.

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 РФ 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). Развертывание аналогичных систем предполагается Республикой Казахстан в акватории Каспийского моря и Украиной в акватории Черного моря.

В целях недопущения взаимных помех смежных станций МДПС и радиомаяков (отечественных и сопредельных стран) под эгидой МАМС выполнена координация частотных присвоений в полосе Радионавигации 283,5-325,0 кГц для Европейской морской зоны. 18 сентября 2001 года соответствующий Частотный план был введен в действие

6.4. Авиационные ЛДПС типа GBAS и РДПС типа GRAS

В настоящее время разработана, сертифицирована и принята для оснащения аэродромов гражданской авиации РФ наземная контрольно-корректирующая станция ЛККС-А-2000 производства. 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 РФ должно быть установлено 20 наземных контрольно-корректирующих станций ЛККС-А-2000. В последующие годы предполагается установка 8-10 станций в год.

В РФ разработана и сертифицируется бортовая аппаратура GBAS. Разрабатывается нормативная база и конструкторская документация, необходимая для установки данной аппаратуры на различных типах воздушных судов и ее использования.

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

6.5. Региональные ДПС на основе ИФРНС

Предусматривается создание региональной (для Европейской территории РФ) дифференциальной подсистемы на базе передающих станций ИФРНС "Тропик-2Е" ("Чайка") в городах Петрозаводск, Сызрань, Карачев в соответствии с ОКР "Чайка-СНС" разрабатываемой в Российской ФЦП "Глобальная навигационная система", а также ОКР «Пустырник». (табл. 6.1).

Предполагается создание РДПС на основе РНС «Тропик-2В» - ОКР «СНС-Восток», «Тропик-2С» - ОКР «СНС-Север», в рамках Российской 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 Российской ФЦП "Глобальная навигационная система" 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. Радиотехнические системы дальней навигации

Радиотехнические системы дальней навигации "Тропик-2" (Чайка"), остается (табл. 6.1) в качестве важного средства коррекции автономного счисления. . По мере внедрения ГНС за ней предполагается оставить функцию автономной резервной системы ГНСС .

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

6.9. 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, DМЕ -2000, (типа ВОР/ДМЕ)

Комплекс совместим с зарубежной аппаратурой типа ВОР/ДМЕ и обеспечивает самолетовождение по воздушным трассам и 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).

6.10. 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).

6.11. Информационные системы для радионавигации

В Российской 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 РНИИ КП 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 Российской 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 Российской 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.

6.12. 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.

Таблица 6.1. Планы развития радионавигационных систем

Годы

Система

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

ОГ ГНС ГЛОНАСС

Все потребители

Запуск «Глонасс-К»

22 КА 24-26КА 26-28 КА 30КА 30-32 КА 30-32КА 30-32 КА 30-32 КА

СДКМ

Разработка Ввод в эксплуатацию

Цикада-М Морской флот, ВМФ

___________________

Прекращение эксплуатации и переход на ГЛОНАСС

МДПС

Морской и речной флот, ВМФ

22 27 49

АЛДПС GBAS

ГА, МО

20 8-10 ЛККС в год Эксплуатация и развитие

РДПС на основе ИФРНС. МО, морской флот,

ОКР «ЧАЙКА-СНС» «СНС-Восток» «СНС-Север» Эксплуатация и развитие

Центры управления и диспетчерские пункты наземного транспорта

30 110 Эксплуатация и развитие

Геодезические ДПС

530 Эксплуатация и развитие

Парк НАП ГНС

300000 Эксплуатация и развитие

Альфа "Маршрут", МО

___________________________________________

4 станции Решение вопроса о дальнейшем использовании

Чайка, "Тропик-2П", МО

Модернизация по ОКР «Пустырник» и «Скорпион» Продолжение эксплуатации

Марс-75, ВМФ

Эксплуатация и замена по мере выработки ресурса разрабатываемой РНС «Скорпион»

РСБН, МО

Перевод в разрешенную часть диапазона частот

Эксплуатация в качестве основного средства БН

Резервное средство

РМА-90, РМД-90

ВОР/ДМЕ, DVOR-2000, DМЕ -2000, ГА, МО

___________________________________________________________________________________________

Основное средство для обеспечения маршрутных полетов и неточных заходов; развитие, будет использоваться, пока это экономически целесообразно

Комплекс ПРС-АРК, ГА, МО

Основное средство до оснащения воздушных судов перспективными навигационными средствами

Резервное и аварийное средство

Постепенное снижение числа систем.

РНС БРАС-3, и РС-10, ВМФ

________________

Эксплуатация РНС до выработки ресурса - заменена на «Спрут» и МДПС

ГРАС (ГРАС-2), "Крабик-Б (БМ)", ВМФ

ГРАС (ГРАС-2), "Крабик-Б" по мере выработки ресурса заменяются на "Крабик-БМ"

СП-75 (-80, 90, 200), ГА, МО

Эксплуатация пока это будет пока экономически целесообразно. Возможна замена систем I категории на АЛДПС

Системы ПРМГ-5 (76У), МО

Доработки и модернизации систем

для работы в разрешенной части

диапазона частот

Замена части систем на АЛДПС

Продолжение эксплуатации до 2015 г.

7. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕАЛИЗАЦИИ РАДИОНАВИГАЦИОННОГО ПЛАНА

Анализ материалов, представленных в плане показывает, что большинство потребителей планируют к использованию в качестве основной радионавигационной системы глобальную навигационную спутниковую систему ГЛОНАСС или GPS, а в последствии и Галилео.

Ниже приведены виды эффекта, получаемые 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 стран 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.

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 потребителями государств СНГ ГНС ГЛОНАСС, GPS и ГАЛИЛЕО;

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

создание и использование объединенных РНС на территории государств СНГ и стран Европы и Азии с использованием станций систем «Чайка» и «Лоран-С» или других средств радионавигационного обеспечения.

Основные задачи сотрудничества:

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

  2. Развитие взаимовыгодного сотрудничества с государственными и комерческими организациями государств СНГ.

  3. Взаимодействие органов исполнительной власти государств СНГ по вопросам сохранения и развития общего радионавигационного поля, систем и средств радионавигации, расположенных на территории этих государств.

  4. Проведение на уровне экспертов-специалистов государств СНГ совместно с заинтересованными органами исполнительной власти государств СНГ переговоров по международному сотрудничеству в области создания радионавигационных систем и средств и разработка проектов международных соглашений (договоров) по этим вопросам, а также заключение в пределах своей компетенции соглашений с организациями зарубежных государств.

  5. Создание условий для расширения экспорта НАП произведенного на предприятиях государств СНГ на зарубежные рынки.

  6. Координация выполнения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию международных радионавигационных систем и средств.

  7. Использование с учетом интересов государств СНГ иностранных технологий в области радионавигационного обеспечения.

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

Основные направления сотрудничества:

1. Обеспечение совместимости и взаимодополняемости систем ГНС и региональных навигационных систем, создание условий для комбинированного использования ГЛОНАСС и GPS, а в перспективе - ГЛОНАСС, GPS и ГАЛИЛЕО.

2. Продажа НАП и средств функциональных дополнений ГНС, 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 навигационных систем на основе ГНС и новых навигационных технологий.

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

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

6. Совместная разработка навигационных технологий в интересах создания космических средств навигации III поколения.

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

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

9.Участие в работе международных конференций, симпозиумов и совещаний по вопросам радионавигации.

10.Координация деятельности пользователей радионавигационных систем по разработке единых общесистемных требований на создание радионавигационных систем и средств и участие совместно с заинтересованными органами исполнительной власти государств СНГ в работе международных технических комиссий по стандартизации радионавигационной аппаратуры.

11.Проведение в установленном порядке по согласованию с заказчиками и организациями - разработчиками сертификации наземных объединенных систем радионавигации.

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1

К Радионавигационному плану государств - участников Содружества Независимых Государств

Характеристики аппаратуры потребителей ГНС

Модель

Дата начала производства

Число каналов/ число КА

Принимаемые
сигналы

Потребитель

Масса,
кг

Точность (СКО) определения координат, м;

скорости V;. НР/ДР/ПДР;

Точностъ измерения S (м), VS (см/с)

Время вхождения в работу, холодный старт /горячий старт /после перерывов  0,3 мин

Температура,  С,
рабочая/ хранения

Влажность,
%

Связи

Среднее время наработки на отказ, ч/
срок службы, лет/ресурс, ч/ гарантия, мес

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

МКБ «Компас»

А-737

1998

12/12

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

A

2,8

15/-/- ГЛ

4...6/0,5...2,0/
0,08...0,5

-40...+50/
-60...+70
(предельная)

-

ГОСТ 18977-79,
РТМ 1495-75, изменения 2, 3; RS232

20000/-/-/-

ПСН-2001

2004

12/12

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

А

1,0

15/-/- ГЛ

2/0,5/-

-60...+60

-

ГОСТ 18977-79,
РТМ 1495-75, изменения 2, 3; RS232

-

Терминатор

1998

12/12

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

A

3,5

15...17/-/- ГЛ

2,5/-/0,08...0,5

-40...+50/
-60...+50
(предельная)

98
35 С

RS232

-

Плата ПРО

2005

24

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

Все типы

0,15

15/-/-

-60...+60

-

RS232

-

Плата ПРО-М

2005

24

L1 СТ, ВТ ГЛ
L1 С/А GPS

Все типы в сложных помеховых условиях

0,1

15/-/-

-60...+60

-

RS232

-

КБ «Навис», ГПФ Оризон-Навигация

СН-3001

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

З (полевые условия)

1,0

10...15/1...3/- ГЛ 25...40/-/- GPS

3/1/0,1

-10...+55/
-40...+55

RS232 (422), NMEA-0183,
BINR

-

СН-3002

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

З (полевые условия)

0,8

10...15/1...3/- ГЛ 25...40/-/- GPS

3/1,5/0,1

-10...+55/
-40...+55

RS232 (422), NMEA-0183,
BINR

-

СН-3003

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

З (полевые условия)

1,0

10...15/1...3/- ГЛ 25...40/-/- GPS

3/1,5/0,1

-10...+55/
-60...+85

RS232 (422), NMEA-0183,
BINR

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

СН-3101

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

М

3

10...15/1...3/- ГЛ 25...40/-/- GPS

3/1,5/0,1

-10...+55
-40...55
(антенна)/
-60...+70

98 (40С)
100 (антенна)

RS232,
NMEA-0183,
BINR

-

СН-3102

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

М, Р

2,6

10...15/1...3/- ГЛ 25...40/-/- GPS

3/0,8/0,1

0...40
-60...70
(антенна)/-

RS232(422),
NMEA-0183,
BINR

-

СН-3301

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

А

3,8

10...15/1...3/- ГЛ 25...40/-/- GPS

3/1,5/0,1

-10...+55
-55...+65
(антенна)/-

98
(40 С) 100
(антенна)

ARINC429, RS232, NMEA-0183, BINR,
RTCM SC-104

-

СН-3302

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

A, связь с НК

2,3

20/-/-

3/1,5/-

-40...+55
-55...+65
(антенна)
-60...+85
(предел)/-

98
(40 С)
100
(антенна)

ARINC429
ГОСТ 18977-79 РТМ 1495 изменение 3, RS232E, NMEA-0183, BINR, RTCM SC-104

-

СН-3601

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

З, Г

4,5

12/1...2/ 0,02...0,03

3/1,5/-

-20...+55
-55...65
(антенна)/-

RS232E, NMEA-0183, BINR, RTCM SC-104 RINEX

-

СН-3700

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

А, М, З (Тр)

1,2

10...15/1...3/- ГЛ 25...40/-/- GPS

3/1,5/0,1

-40...+55
-60...+85
(антенна)/
-60...+85

70
(40 С)
100
(антенна)

RS232E,
NMEA-0183, BINR, RTCM SC-104 RINEX

-

СН-3704
плата НАВИОР-14

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

А, М, З (Тр)

0,12

10...15/1...3/- ГЛ 25...40/-/- GPS

3/1,5/0,1

-40...+55
-60...+85
(антенна)/
-60...+85

70
(40 С)
100
(антенна)

RS232E,
NMEA-0183, BINR, RTCM SC-104 RINEX

-

СН-3706
плата

1999

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

А, М, З (Тр)

0,18

8...15/1...3/- ГЛ 25...40/-/- GPS

3/0,8/0,1

-40...+70/
-60...85

98
(25 С)

RS232 (422), NMEA-0183, BINR, RTCM SC-104

-

СН-3706 L2 модуль приема плата

1999

7/7

L2 ВТ ГЛ

дополнение к СН-3706

-

-

-40...+70/
-60...+85

98
25 С

-

-

СН-99

2001

14/14

L1 СТ ВТ ГЛ
L1 С/А GPS

А, М, З, Н

1,2

10/1-2/-

3/0,25/0,1

-50…+55/-

70

RS232, RS422
RTCM SC-104

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

СН-3702

2001

14/14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

А, М, З, Н

1,2

10/1-2/-

3/1,5/0,22

-40…+55/-

70

RS232, RS422
RTCM SC-104

-

СН-3820

2006

14

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

Вр

4,5

20...40/-/-

3/1,5/-

-10…+40/-

98

RS232, ), NMEA-0183, BINR, RTCM SC-104

СН-4312

2008

24

ГЛ L1, СТ

GPS L1, C/A

ДР (GBAS)

SBAS

А

4,5

15/-/-

3/1,5/0,22

-20…+55

70

RS232? RS422, ARINC 429, 1 PPS

-

РИРВ- Котлин

К-161

2000

16/16

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS, WAAS, EGNOS

З, М, Р, Вр, ручная,
ж/д

0,1

15/1,2/-

3/0,33/-

-30...+75/-

85

RS232,
NMEA,
RTCM SC-104

-

K-242

2000

24/-

L1 СТ ВТ ГЛ
L1 С/А GPS, WAAS, EGNOS

З, М, Р, Вр, ручная,
ж/д

0,2

10/-/- ГЛ

15/-/- GPS

1,5/0,33/--

-30...+75/-

98

RS232,
RTCM SC-104

-

Котлин МТ-102

2000

16/-

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS, WAAS, EGNOS

М, Р

3,5

12/1,5/-

3/0,33/-

-15...+55/-

98

RS232,
RTCM SC-104

-

Котлин МТ-201 с приемником ДП

2000

16/-

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS, WAAS, EGNOS

М, Р

1,5

12/1,5/-

3/0,33/-

-15...+55/-

98

RS232,
RTCM SC-104

-

Котлин НТ-101

2000

16/-

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS, WAAS, EGNOS

авто

0,85

12/1,5/-

3/0,33/-

-30…+60/-

98

RS232,
RTCM SC-104

-

Землемер-Л1

1998

6 /-

L1 С/А GPS

Г

10

10-15 (без СД)/
0,005....0,01/-

-/-/-

-20...+50/ -

100

RS232C

-

АВИАПРИБОР

СНС-2

2001

12 ГЛ+12 GPS

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

А

3,4

18/-/-

-

-

-

ГОСТ 18977-79

ARINC429

-

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

СНС-3

2001

12 ГЛ+12 GPS

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

А

4

18/-/-

-

-

-

ГОСТ 18977-79

ARINC429

-

ФГУП «РНИИ КП» - ЗАО «НПО КП»

Репер-М

2001

18

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

З, Тр

0,4

20/2,5/-

VS

3/0,33/

-40…+50/-

100

RS232

-

Репер-ВТ

2001

40

L1 СТ, L2 бкп ГЛ
L1 С/А L2 бкп GPS

З, Г, Тр

1,65-2,1

25/1/ 0,02+1 ppm

-/-/-

-30…+70/-

98

RS232

-

Репер 01

2001

24

L1 СТ L2 бкп ГЛ
L1 С/А L2 бкп GPS

З, Тр

5

20/-/-

S1, VS0,1

-/-/-

-10…+60/-

100

RS232

-

ГСА-2

2001

40

L1 СТ L2 бкп ГЛ
L1 С/А L2 бкп GPS

Г, З

4

3/-/0,003

+1ppm

3/-/-

0...+50

98

USB

RS232

Репер 21

2002

40+20

L1 СТ L2 бкп ГЛ
L1 С/А L2 бкп GPS

З

8

Форм. Диф. Поправок с точн. 0,1 м по коду, 0,5 мм по фазе

-40... +50

98

RS232

АСН-Ф

2003

12

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

К

3

20/-/-

V3,3см/с/-/-

2/-/-

0...+40

98

Токовая петля

АСН-К

2003

12

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

К

3,5

S3 VS1,5

-/0,17/-

-20...+50

98

МКО

БИС 1

2003

40

L1 СТ L2 бкп ГЛ
L1 С/А L2 бкп GPS

З

9,5

-/0,1 по коду

0,0005 по фазе/-

S1 VS0,1

0...+55

98 при t=35

RS232

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

БИС 2

2003

40

L1 СТ L2 бкп ГЛ
L1 С/А L2 бкп GPS

З

1,1

15/-/-

S1 VS0,1

0...+40

98 при t=35

RS422

АСН-С

2004

20

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

К

3,2

S15 VS10

-/0,5/-

-40...+50

98

RS232

АСН-Т

2004

40

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

К

1,6

20/-/-

S3,4 VS2,7

-/1/-

-50...+55

98

RS232

Токовая петля

МКО

НАП-С

2004

240

L1 СТ L2 бкп ГЛ
L1 С/А L2 бкп GPS

З, Тр

1,5

20/-/-

V5см/с/-/-

Ориент. 10 угл. мин на базе 1 м

-40...+50

98

RS232

АСН-Г

2004

12

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

К

0,5

20/-/-

V3,3см/с/-/-

2/-/-

-30...+60

98

RS232

АСН-Я

2005

12

L1 СТ ГЛ
L1 С/А GPS

К

3,

18/2/-

V-/3см/с/-

-20...+50

98

МКО

БИС 3

2005

48

L1 СТ ВТ L2 СТ ВТ ГЛ
L1 С/А GPS

З

2 евростойки

S0,5

0...+50

98

Специал.

НАП-О

2005

440

L1 СТ L2 бкп ГЛ
L1 С/А L2 бкп GPS

А, К

5

10/-/-

V1см/с/-/-

Ориент. 4,5 угл. мин на базе 1 м

1,5/ 0,17/ -

-40...+55

98

RS232

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

ГСА-2П

2006

40

L1 СТ L2 бкп ГЛ
L1 С/А L2 бкп GPS

Г, Тр

3,5

20/-/0,02

+1ppm

-40...+50

100

USB

КГТУ, НИИ радиотехники, ГУ НПП «Радиосвязь" г. Красноярск

МРК-11

1999

L1 СТ ВТ доработка ГЛ
L1 С/А GPS

А, М, З, Тр, ж/д, ориентация

6,2

30/-/-2-10,
ориентация

-

-40...+60/-

RS232 (422)

-

МРК-18А

1999

L1 ПТ ГЛ
L1 С/А GPS

А

2,5
3,3 с пуль-том

30/-/-

-

-40...+60/-

RS232 (422)

-

МРК-31

2008

L1 ПТ ГЛ
L1 С/А GPS

А

3

15/-/-

3,5/0,25

-40...+60/-

RS232 (422)

-

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 режим, предполагающий обработку после проведения измерений, ppm = 10–6L, где L – длина определяемой базы в геодезических применениях. МКО – мультиплексный канал обмена, S –псевдодальность, VS –радиальная псевдоскорость, бкп – бескодовый прием.

** интегрированная аппаратура; *** с датчиками курса и скорости.

ПРИЛОЖЕНИЕ № 2

К Радионавигационному плану Российской Федерации

Распределение частотного спектра для радионавигационных передающих средств Российской Федерации

№ п/п

Наименование РНС

Диапазон частот, МГц

1

Космические

Общего назначения

ЦИКАДА-М

399,76-401,04; 149,91-150,39

2

ГЛОНАСС, ГЛОНАСС-М

1592-1621; 1237-1262

3

ГЛОНАСС-К

1592-1621; 1237-1262; 1197-1213

4

Геодезия

ГЕО-ИК2

400; 2000

7

Наземные

Авиационные

“Маршрут” (“Альфа”)

10-17*10-3

8

“Тропик -2” (“Чайка”), “Тропик -2П”

83- 117*10-3

9

ПРС - АРК

0,150- 1,750

10

РМА – 90 (VOR); АЛДПС

108 - 118

11

СП – 75; СП – 80; СП – 90; СП-200

108 – 112; 329 -335; 75 (маркер)

12

РМД-90 (DME)

950-1215

13

РСБН-4Н (-8Н)

600,5-770; 873,6 - 935,2*)

14

ПРМГ-5 (-76У)

772 – 1000,5*)

15

Морские

“Марс-75”

64-92*10-3

16

РМ типа КРМ и АЛМАЗ; МДПС

0,285-0,325

17

«Спрут»

1,6-2,2

18

«Поиск»

1-2,4

19

БРАС - 3

1,6-2,2

20

РС - 10

3,6-12

21

ГРАС (ГРАС-2)

4100 - 4300 (ГРАС); 3902-4198 (ГРАС-2)

22

«Крабик-Б»

321-331

23

«Крабик-БМ»

230 - 332

*) Уточняется по мере освобождения диапазона для систем сотовой связи.

1

Смотреть полностью


Скачать документ

Похожие документы:

  1. Концепция формирования и развития сети международных транспортных коридоров на территории государств содружества

    Документ
    ... других, согласованных государствами - участникамиСодружестваНезависимыхГосударств, документах 1. ... мультимодальных планов (программ ... радионавигационных системах и различных системах ближней навигации. Основной задачей для государств-участников ...
  2. Комментарий к Федеральному закону " О статусе военнослужащих" Содержание

    Закон
    ... с учебным планом обучающимся в ... государств - участниковСодружестваНезависимыхГосударств в соответствии с Соглашением между государствами - участникамиСодружестваНезависимыхГосударств ... Аппаратура радиолокационная, радионавигационная, запасные части ...
  3. Комментарий к Федеральному закону " О статусе военнослужащих" Содержание

    Закон
    ... с учебным планом обучающимся в ... государств - участниковСодружестваНезависимыхГосударств в соответствии с Соглашением между государствами - участникамиСодружестваНезависимыхГосударств ... Аппаратура радиолокационная, радионавигационная, запасные части ...
  4. Республики казахстан классификатор занятий

    Документ
    ... защите населения государств-участниковСодружестваНезависимыхГосударств для стран Содружества. Учитывая происходящие ... 3113 Электромеханик радионавигационной системы 3113 ... графической документации (погоризонтальных планов, планов поверхности и другое); ...
  5. Республики казахстан классификатор занятий

    Автореферат диссертации
    ... защите населения государств-участниковСодружестваНезависимыхГосударств для стран Содружества. Учитывая происходящие ... 3113 Электромеханик радионавигационной системы 3113 ... графической документации (погоризонтальных планов, планов поверхности и другое); ...

Другие похожие документы..