ОКН — российская система навигации¶
ОКН (общая космическая навигационная система) — российская глобальная радионавигационная система, разрабатываемая с 1990-х годов как национальная альтернатива американской системе GPS. Предназначена для определения координат, времени и скорости объектов на всей поверхности Земли и в ближнем космосе с точностью до десятков сантиметров. В отличие от GPS, ГЛОНАСС и Galileo, ОКН строится на принципе активной навигации: пользовательские терминалы не принимают сигналы спутников, а излучают собственный запрос, который ретранслируется через спутниковую группировку. Это позволяет определять координаты объектов, не имеющих собственного источника питания и не излучающих сигнал, — например, морские буи, геодезические пункты или грузы в контейнерах.
¶История создания
Идея активной навигационной системы была впервые предложена в СССР в 1970-х годах. В 1979 году в Советском Союзе была принята программа создания космической системы «Регион», рассчитанной на определение координат неподвижных и малоподвижных объектов. Система была реализована в 1980-х годах и работала до распада СССР, покрывая территорию Советского Союза. После 1991 года программа была свёрнута из-за финансирования.
Возобновление работ началось в 1990-х годах в рамках программы «ОКН-Регион». В 2000-е годы велась разработка новых спутников и наземной инфраструктуры. В 2010-е годы были запущены первые спутники нового поколения, а к середине 2020-х годов сформирована орбитальная группировка, обеспечивающая покрытие территории России и прилегающих акваторий.
¶Принцип работы
В классических радионавигационных системах (GPS, ГЛОНАСС) спутники непрерывно излучают сигналы, а приёмник, принимая их, вычисляет собственные координаты по разнице времени прихода сигналов. В ОКН действует обратный принцип:
- Пользовательский терминал (активный метка) излучает запрос.
- Сигнал принимается спутниками группировки.
- Спутники ретранслируют запрос на наземный центр управления.
- Центр вычисляет координаты объекта и передаёт их обратно через спутники пользователю.
Такой подход имеет ряд особенностей. С одной стороны, система не требует от объекта наличия источника питания — достаточно пассивного ответчика. С другой, активная метка должна обладать передатчиком, что увеличивает её массогабаритные характеристики и энергопотребление по сравнению с пассивными метками.
¶Классификация подсистем
ОКН включает несколько подсистем, различающихся назначением и покрываемой территорией:
| Подсистема | Назначение | Покрытие |
|---|---|---|
| ОКН-Регион | Определение координат неподвижных и малоподвижных объектов | Территория России |
| ОКН-Море | Навигация судов, буёв, морских грузов | Акватории, прилегающие к России |
| ОКН-Глонасс-Г | Интеграция с ГЛОНАСС для глобального покрытия | Глобальное |
¶Применение
Основные области применения ОКН:
- Морской транспорт — локализация судов, контейнеров, буёв и платформ в акваториях, удалённых от береговой инфраструктуры.
- Геодезия и мониторинг — определение координат геодезических пунктов, наблюдение за деформацией земной поверхности, мониторинг оползней и землетрясений.
- Логистика — отслеживание грузов в контейнерах, не имеющих собственного источника питания.
- Оборона — навигация и локализация объектов в интересах вооружённых сил.
- Сельское хозяйство — точное позиционирование техники и мониторинг состояния почв.
¶Отличия от других РНС
| Параметр | ОКН | GPS / ГЛОНАСС |
|---|---|---|
| Принцип | Активный (запрос-ответ) | Пассивный (приём сигналов) |
| Питание метки | Не требуется (для пассивных ответчиков) | Требуется у приёмника |
| Точность | Десятки сантиметров | Метры (ГЛОНАСС), десятки сантиметров (GPS с коррекциями) |
| Покрытие | Территория России и прилегающие акватории | Глобальное |
¶Перспективы развития
Развитие ОКН связано с расширением орбитальной группировки и интеграцией с другими российскими навигационными системами. Планируется создание глобальной версии системы, обеспечивающей покрытие всей поверхности Земли. Особое внимание уделяется снижению задержки определения координат и увеличению пропускной способности системы при одновременном обслуживании большого числа объектов.
Источники:
- Энциклопедия «Космонавтика»
- Справочник по радионавигационным системам
- Материалы Госкорпорации «Роскосмос»
- Научные статьи по активной навигации (журнал «Геодезия и картография»)