СНС — российская система спутниковой навигации¶

СНС (спутниковая навигационная система) — комплекс аппаратно-программных средств, обеспечивающий определение координат, скорости и времени в любой точке земного шара и ближнего космического пространства с использованием сигналов искусственных спутников Земли (ИСЗ). Термин «СНС» в российском контексте чаще всего относится к национальной системе ГЛОНАСС, а также к обобщённому классу глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), в который входят американский GPS, европейский Galileo и китайский BeiDou.

¶Принцип работы

ГНСС основана на принципе трингуляции: приёмник, приняв сигналы от четырёх и более спутников, вычисляет расстояния до каждого из них по времени распространения радиосигнала и решает систему уравнений для нахождения трёх пространственных координат и поправки на часы. Каждый спутник несёт на борту атомные часы высокой точности, синхронизированные с наземными эталонами. Координаты спутника в каждый момент времени передаются в составе навигационного сообщения, что позволяет приёмнику вычислить собственное положение относительно известных точек.

Точность определения координат зависит от числа видимых спутников, геометрии их расположения (геометрический фактор усиления, DOP), качества атмосферных поправок и класса приёмника. Гражданские приёмники ГЛОНАСС и GPS обеспечивают точность порядка 2–10 метров, специализированные дифференциальные и корректируемые системы — до сантиметров и миллиметров.

¶ГЛОНАСС

ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) — российская радионавигационная спутниковая система, разрабатываемая с 1976 года постановлением Совета министров СССР и развиваемая в дальнейшем под эгидой Роскосмоса. Первый спутник системы ГЛОНАСС был выведен на орбиту 12 октября 1982 года. Полное развёртывание орбитальной группировки из 24 спутников на трёх орбитальных плоскостях было завершено в 1995 году. После 1990-х годов состав группировки сокращался, но с 2001 года началось её восстановление; с 2011 года ГЛОНАСС обеспечивает глобальное покрытие на постоянной основе.

Орбитальная группировка ГЛОНАСС размещена на трёх круговых орбитах высотой около 19 100 км с наклонением 64,8°, период обращения — 11 часов 15 минут. Такая геометрия обеспечивает хорошую видимость спутников на высоких широтах, что является преимуществом системы по сравнению с GPS, орбиты которого наклонены к экватору под углом 55°.

Сигналы ГЛОНАСС передаются в двух диапазонах: L1 (1602–1616 МГц) и L2 (1240–1260 МГц). В отличие от GPS, где разделение каналов осуществляется кодовым (CDMA), в классическом ГЛОНАСС используется частотное разделение каналов (FDMA) — каждый спутник передаёт на собственной частоте. Начиная с спутников серии «Космос-2559» и модернизированных «Глонасс-К» вводится кодовое разделение каналов в диапазоне L3 (1202,025 МГц), что приближает систему к стандартам ГНСС.

¶ГЛОНАСС и GPS: сравнение

Обе системы имеют шифрованные сигналы для военных потребителей (ГЛОНАСС — сигнал «Ф», GPS — P(Y)-код) и открытые сигналы для гражданского применения. Современные приёмники, как правило, работают в мультисистемном режиме, одновременно используя ГЛОНАСС, GPS, Galileo и BeiDou, что повышает точность и надёжность.

¶Применение

Гражданское применение ГЛОНАСС и смежных СНС охватывает широкий спектр задач:

• Транспорт и логистика — мониторинг подвижных объектов, построение маршрутов, автоматизированные системы управления движением.
• Геодезия и землеустройство — высокоточное позиционирование, съёмка, размежевание участков.
• Сельское хозяйство — управление сельскохозяйственной техникой, точный посев.
• Морской и авиационный транспорт — навигация, поиск и спасение.
• Связь и энергетика — синхронизация сетей, опорные сигналы времени.
• Мониторинг стихийных бедствий — отслеживание сейсмической активности, деформаций земной коры.

В России обязательное оснащение приёмниками ГЛОНАСС установлено для ряда категорий транспорта: авиационной, морской, речной и железнодорожной техники, а также для автобусов и грузовых автомобилей. Федеральная служба по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) осуществляет мониторинг качества сигнала ГЛОНАСС.

¶Развитие системы

Перспективное развитие российской спутниковой навигации связано с модернизацией группировки (спутники «Глонасс-К» и «Глонасс-К2»), расширением набора сигналов, повышением точности за счёт наземных дифференциальных станций (SDCM — система дифференциальных коррекций и мониторинга) и созданием сервисов точного позиционирования. Одновременно ведётся работа по интеграции ГЛОНАСС с другими ГНСС и по обеспечению независимого российского позиционирования в интересах обороны, транспорта и критической инфраструктуры.

Источники:

• ГЛОНАСС. Официальный сайт Госкорпорации «Роскосмос»
• Государственный каталог средств измерений. Сведения о ГЛОНАСС
• Системы спутниковой навигации. Учебные пособия МГУ и МФТИ
• Национальный доклад о применении и развитии ГЛОНАСС в Российской Федерации