4. Спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС

4.1. История создания системы

Развитие спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) имеет практически 40-летнюю историю, начало которой положено, как чаще всего считают, запуском 4 октября 1957 года в Советском Союзе первого в истории человечества искусственного спутника Земли [1, 2]. Измерения доплеровского сдвига частоты передатчика этого ИСЗ на пункте наблюдения с известными координатами позволили определять параметры движения этого спутника [2].

Обратная задача была очевидной - по измерениям того же доплеровского сдвига, при известных координатах ИСЗ, определить координаты пункта наблюдения [2, 3].

Полномасштабные работы по созданию навигационной спутниковой системы были развернуты в середине 60-х годов, а 27

.11. 1967 года был выведен на орбиту первый навигационный спутник ("Космос-192"), положивший начало создания низкоорбитальной спутниковой системы, получившей в название "Цикада".

В дальнейшем спутники системы "Цикада" были дооборудованы приемной измерительной аппаратурой обнаружения терпящих бедствие объектов.

Одной из центральных проблем создания спутниковой системы, обеспечивающей беззапросные навигационные определения одновременно по нескольких спутникам, является проблема взаимной синхронизации спутниковых шкал времени с точностью до миллиардных долей секунды (наносекунд), поскольку рассинхронизация излучаемых спутниками навигационных сигналов в 10 нс вызывает дополнительную погрешность в определении местоположения потребителя до 10-15 м.

Решение задачи высокоточной синхронизации бортовых шкал времени потребовало установки на спутниках высокостабильных бортовых цезиевых стандартов частоты с относительной нестабильностью 10-13 и наземного водородного стандарта с

относительной нестабильностью 10-14, а также создания наземных средств сличения шкал с погрешностью 3-5 нс.

Второй проблемой создания среднеорбитальной навигационной системы являлось высокоточное определение и прогнозирование параметров орбит навигационных спутников.

Летные испытания высокоорбитальной навигационной системы ГЛОНАСС были начаты в октябре 1982 года запуском спутника "Космос-1413",а в 1995 году было завершено развертывание СРНС ГЛОНАСС до ее штатного состава (24 КА).

4.2. Назначение, общая характеристика и состав системы

Основное назначение СНРС второго поколения ГЛОНАСС - глобальная оперативная навигация (сухопутных, морских, воздушных) подвижных объектов наземных и низкоорбитальных космических. Термин "глобальная оперативная навигация" означает, что подвижной объект, оснащенный навигационной аппаратурой потребителей (НАП), может в любом месте приземного пространства в любой момент времени определить (уточнить) параметры своего движения - три координаты и три составляющие вектора скорости [12].

Система разработана по заказу и находится под управлением Министерства Обороны РФ. Распоряжением Президента РФ от 18 02 99 г. ГЛОНАСС был придан статус системы двойного (военного и гражданского) назначения [10,11]. Определено также, что федеральными органами исполнительной власти, ответственными за ее использование, поддержание и развитие, являются Министерство Обороны и Российское авиационно-космическое агентство.

, С марта 1995 г., Российская Федерация, являющаяся владельцем СРНС ГЛОНАСС, разрешает использовать систему ГЛОНАСС в стандартном режиме для гражданского, коммерческого и научного использования без взимания за это специальной платы.

ВГЛОНАСС применяются навигационные космические аппараты (НКА) на круговых геоцентрических орбитах с высотой около 20000 км над поверхностью Земли. Благодаря использованию бортовых эталонов времени и частоты ,атомных стандартов частоты,

всистеме обеспечивается взаимная синхронизация навигационных радиосигналов, излучаемых орбитальной группировкой НКА.

ВНАП на подвижном объекте в сеансе навигации принимаются радиосигналы не менее чем от четырех радиовидимых НКА и используются для измерения не менее чем четырех соответствующих псевдодальностей (ПД) и радиальных псевдоскоростей (ПС).