Спутниковые навигационные системы

Таблица 6. Требуемые характеристики индикации к цифровой информации

Требования к вводу путевых точек (ППМ). В БА класса А2 должен быть предусмотрен ручной ввод широты/долготы ППМ с разрешающей способностью не хуже 0,1 мин.

БА класса А2, которая выдает "расстояние до” / "пеленг" очередного ППМ, должна обладать разрешающей способностью не хуже 0,1 м.м. (0,185 км) и 0,1 град, соответственно.

В Б А класса А1 должен быть предусмотрен ручной ввод широты/долготы ППМ с разрешающей способностью не хуже 0,01 мин.

БА класса А1, которая выдает "расстояние до" / "пеленг" очередного ППМ, должна обладать разрешающей способностью не хуже 0,1 м.м. (0,185 км) и 0,1 град, соответственно.

Требования к индикации отказов и состояний. В соответствии с TSO С-129 должна быть обеспечена индикация следующей информации:

функции контроля целостности в приемнике (RAIM), определяющей ошибку местоположения, которая превышает допуск, установленный для контроля целостности на этапах полета по маршруту и в районе аэропорта;

потери функции контроля целостности (RAIM); это предупреждение может быть отложено на соответствующий интервал времени (для подтверждения);

разрешения режима захода на посадку (БА класса А1);

осуществления режима захода на посадку (БА класса А1);

предупреждения о предстоящем автоматическом изменении полного масштаба дисплея на 0,3 м.м. (0,556 км);

напоминания "ввести барометрическую высоту";

предупреждения пилоту "включить режим захода на посадку".

Примечание: дополнительные навигационные данные (расстояние, время и т.д.) должны быть помечены или устранены совсем, в случае, если их достоверность не может быть гарантирована (не все сообщения об отказах и состоянии требуют устранения навигационных данных).

Должны быть также обеспечены предупреждающие сообщения в режиме навигации о следующих событиях:

отказ питания или понижение напряжения ниже уровня, необходимого для поддержания режима навигации;

любая возможная неисправность/отказ, влияющая на выполнение навигационной функции;

отказ навигационной функции;

недостоверные или ошибочные навигационные данные в режиме захода на посадку (БА класса А1);

отсутствие функции контроля целостности (RAIM) при переходе к режиму захода на посадку в контрольной точке конечного этапа захода на посадку (БА класса А1);

потеря функции контроля целостности (RAIM) на время более, чем 5 минут после прохождения контрольной точки конечного этапа захода на посадку в режиме захода на посадку.

Рекомендованная аппаратура. В [28] отмечается, что к марту 1998 г. были проведены летные испытания спутниковой аппаратуры KLN-90 А/В фирмы Allied Signal на воздушных судах Ил-86, Ил-76, Ту-154М, Ту-134, Як-42, Ан-12, Ан-124 и Ми-8; TNL-2000T, TNL-2000- Approach фирмы Trimble на ВС ИЛ-62М, Ту-154Б/М, Ми-8Т/АМТ/МТВ. Эти системы соответствуют минимальным требованиям TSO С-129 и имеют режим RAIM [28]. На основании положительных результатов испытаний перечисленная выше аппаратура указанием Департамента воздушного транспорта (ДВТ) Минтранса РФ № ДВ 6.1-32 (приложение 1) допущена к эксплуатации в качестве дополнительного навигационного средства. С соблюдением установленных требований приемниками GPS различных модификаций к марту 199$ г. было оборудовано более 500 ВС [28]. В настоящее время этот процесс продолжается.

Приказ № 61 [28] разрешает "в воздушном пространстве России и других государств (при отсутствии соответствующих ограничений) использование бортовых приемников GPS, прошедших на воздушных судах (приложение 3) контрольные испытания в установленном порядке согласно указания ДВТ Минтранса от 28.03.95 г. № ДВб.1-32, в качестве навигационного средства на маршруте (до зоны аэродрома) при комплексном использовании их с другими бортовыми навигационными системами или комплексами" (см. табл. 11.8). "При использовании бортовых приемников GPS в качестве основного навигационного средства для полетов в Европейском регионе в системе зональной навигации (B-RNAV), в океанических и удаленных районах потребители должны доработать бортовые приемники GPS функцией FDE (углубленный автоматический контроль достоверности информации), которую не имеют приемники KLN-90 А/В, TNL- 2000Т, TNL-2000-Approach и другие, ранее установленные на воздушных судах России".

Заключение

Состояние отечественной системы позиционирования в настоящее время не дает возможности эксплуатировать ее в соответствии с предъявляемыми техническими требованиями по банальной причине - у страны нет на это ресурсов, и в обозримом будущем не предвидится. Стоимость эксплуатации столь сложных спутниковых систем будет во многом определяться продолжительностью работы самих спутников и частотой их замены. В этом отношении ГЛОНАСС опять явно уступает GPS.

Судя по данным представленных в дипломе, самый старый из работавших в мае этого года спутников GPS был запущен в 1989 г. (возраст 14 лет), в то время как старейший спутник ГЛОНАСС - в 1998 г. (5 лет). По спутникам только первого поколения GPS (блок I), выводившимся на орбиты в конце 70-х - начале 80-х гг., средняя продолжительность функционирования составила 7,12 лет. Поддержание состояния орбитальной группировки с помощью недостаточно долговечных спутников приведет к значительному превышению стоимостью ее эксплуатации по сравнению с конкурентом - GPS.

Теоретически наивысшую точность определения местоположения дает использование сигналов спутников одновременно и американской, и российской систем. Но на практике ситуация выглядит несколько сложнее. Можно сказать, что ГЛОНАСС не оправдал ожиданий. При необходимости одновременной работы не менее 24 спутников в реальности их (в работоспособном состоянии) никогда не было больше 11-15. Например, по состоянию на январь 1999 г. на орбите работало 24 американских спутника, но при этом российских было всего 16, причем 5 из них в нерабочем состоянии. Но и это еще цветочки. Неточность в определении расстояний приводила к тому, что в этот период реальная точность измерения местоположения с помощью российской ГЛОНАСС колебалась от 100 до 24000 метров, что не в полной мере отвечает потребностям высокоточной навигации и геодезии. Как следствие, федеральное авиационное управление США FAA приостановило процесс выработки технических стандартов на использование ГЛОНАСС.

Так было, напомним, в 1999 г. Сейчас спутников осталось всего 8, и не все из них работают. По данным, на 5 мая 2003 г. работало всего семь спутников, к томуже неравномерно распределенных по орбитальным плоскостям. Однако одними лишь спутниками все проблемы ГЛОНАСС не исчерпываются - есть еще наземный сегмент, аппаратура пользователей. Без достаточного количества недорогих, удобных и надежных пользовательских приемников полноценная эксплуатация системы невозможна. Состояние нашей промышленности не вселяет уверенности в то, что она способна самостоятельно обеспечить потребителей высококачественной серийной продукцией. А без массового производства невозможно ни доведение стоимости отдельного приемника до приемлемого уровня, ни отработка технологии. Ряд экспертов полагают, что ГЛОНАСС находится в тяжелейшем положении и не имеет перспектив как коммерческая система, а рынок наземной потребительской аппаратуры для ГЛОНАСС находится в коматозном состоянии и его нельзя сравнивать ни по объему, ни по номенклатуре, ни по эксплуатационным характеристикам с GPS-рынком, имеющим почти десятилетнюю историю. При этом анонсирование некоторыми западными и российскими компаниями выпуска совмещенных ГЛОНАСС/GPS-приемников, также не выведет в этом тысячелетии ГЛОНАСС из этого состояния, так как цена этих приборов просто несопоставима со стоимостью GPS-комплексов, а рынок для них весьма незначителен и фактически исчерпывается только лишь задачами аэронавигационного обеспечения.

В сложившихся условиях фактический запрет на массовое использование уже имеющихся на рынке GPS-приемников не только наносит тяжелейший вред отечественной промышленности, жизненно заинтересованной в высокоточных пространственных данных, но и лишает возможности привнести культуру работы с высокоточными пространственными данными в широкие массы. Ситуация в этой области привычно парадоксальна. Страна с одной из лучших в мире школ картографии не имеет открытых и доступных высокоточных карт местности а значит, не имеет их вовсе (закрытые для широкого доступа карты тоже стремительно устаревают - причем тем быстрее, чем крупнее масштаб).

Ущерб государственным интересам, угрозу для которых сегодня в первую очередь представляет ситуация в экономике и в промышленности, вследствие запрета на широкое использование GPS трудно оценить - достаточно представить на секунду, что в России требовалось бы получение специального разрешение на приобретение импортного компьютера, программного обеспечения или мобильного телефона. Страна, у которой от былого могущества остались разве что территории, лишается самой возможности отобразить эти территории и навести на них порядок. Тем самым она лишается перспектив. А перспективы - как никогда заманчивы.

Список литературы

1. Johannesen R. Interference: Sources and Symptoms, GPS World, Nov., 1997.

2. Langley R. Columns, GPS World, Nov., 1997, pp. 46, 48.

3. Spilker J. Signal Structure and Performance Characteristics, Navigation, № 2, 1978.

4. An Evaluation of the Radio Frequency Susceptibility of Commercial GPS Receiver, IEEE AES Magazine, N7, 1994.

5. Маркелов М. А. О результатах испытаний авиационных приемников систем GPS и ГЛОНАСС на помехоустойчивость. Доклад на заседании Научно-технического координационного совета по проблемам спутниковых систем посадки. ГОСНИИ "Аэронавигация", 11.11.1997.

6. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ. КНИЦ ВКС, 3-я редакция. Москва, 1995.

7. Sang J., Kubik К. Analysis of Interfered GPS Signals, ION GPS-97 Proc., Nashwille, 1997.

8. Butsch F. GPS and GONASS Radio Interference in Germany, ION GPS-97, Nashwille, 1997.

9. Antijam GPS, Aviation Week and Space Technology, 144, N6, p. 96.

10. Lyusin S.V., Khazanov I.G. Techniques for Improving Antijamming Performance of Civil GPS/GLONASS Receivers, ION GPS-97 Proc., Nashwille, 1997.

11. Lyusin S.V., et al. Combined GPS/GLONASS Receiver With High Antijamming Performance, IO.

12. Варакин Л.Е. Системы связи с шумоподобными сигналами. М.: Радио и связь, 1985.

Размещено на Allbest.ru