Материал опубликован в журнале «Арсенал Отечества» № 3 (47) за 2020 г.

Андрей Букаев, Алексей Великий, Александр Путин

В настоящее время навигационные системы являются широко распространенной технологией. В мире существуют миллионы их индивидуальных пользователей (потребителей информации) и сотни крупных технических и обеспечивающих жизнедеятельность предприятий. Однако множество факторов могут стать причиной проблем при приеме навигационных сигналов высокоорбитальных спутников. В качестве потребителя информации могут быть использованы как стационарные, так и сухопутные средства, требующие определения своего месторасположения, а также воздушные средства и низколетящие беспилотные летательные аппараты.

В настоящее время навигационные системы являются широко распространенной технологией. В мире существуют миллионы их индивидуальных пользователей (потребителей информации) и сотни крупных технических и обеспечивающих жизнедеятельность предприятий. Однако множество факторов могут стать причиной проблем при приеме навигационных сигналов высокоорбитальных спутников. В качестве потребителя информации могут быть использованы как стационарные, так и сухопутные средства, требующие определения своего месторасположения, а также воздушные средства и низколетящие беспилотные летательные аппараты.
Навигация — наука о методах и средствах определения текущего состояния потребителя информации (ПИ) относительно фиксирующей системы отсчета и выбора последовательного движения, обеспечивающего приведение ПИ в заданную точку пространства в заданное время.
Различают навигацию на плоскости и пространственную навигацию. Само понятие навигация имеет узкую и широкую трактовку:

• узкая — определение местоположения;
• широкая — навигационное определение плюс определение стратегии последовательного движения для достижения конечного состояния.

Навигационная система — комплекс технических средств, обеспечивающих решение навигационной задачи за цикл навигации, то есть за время непрерывной работы системы в режиме определения координат ПИ и выбора оптимальной траектории последующего движения.
К системам навигации в настоящее время предъявляются высокие требования по точности, надежности работы и независимости качества функционирования от условий приема сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС).
В настоящее время стоит задача государственного масштаба — разработка территориальной системы навигации, реализующей следующие положения:

• исключение ошибок определения координат потребителя вследствие нестабильности эталонов частоты опорных вышек и потребителя информации;
• возможность изменения темпа формирования навигационного поля;
• уменьшение ошибок геометрического фактора;
• достижение круглосуточного функционирования системы и обеспечения потребителей навигационными данными в режиме реального времени.

Современная глобальная спутниковая навигационная система «Глонасс» имеет следующие недостатки:

• общее количество функционирующих спутников 24 (в настоящее время выведены 3 спутника на техническое обслуживание), они имеют относительно низкую продолжительность службы;
• для точного позиционирования требуется работа дополнительных корректирующих станций;
• низкая помехоустойчивость;
• достаточно высокая зависимость от погодных условий;
• низкая четкость получаемых сигналов из-за влияния рельефа местности;
• известное расположение спутников, что может привести к точному наведению на спутники средств поражения вероятного противника;
• высокая стоимость обслуживания и разработки новых спутников.

С конца 1950-х годов в Советском Союзе начинают создаваться наземные системы дальней радионавигации с самолетной и морской приемной аппаратурой.
К этим системам относятся:

• европейская импульсно-фазовая радионавигационная система (ИФРНС) из пяти станций передана в эксплуатацию МО ВВС в 1971 году;
• подвижная система «Чайка-П» принята в эксплуатацию МО ВВС в 1975 году;
• стационарная морская радионавигационная система (РНС) «Марс-75» принята в эксплуатацию МО ВМФ в 1977 году;
• импульсно-фазовая система «Альфа» принята МО ВМФ в составе трех станций в 1979 году;
• восточная цепь ИФРНС из пяти станций принята в эксплуатацию МО ВВС в 1987 году;
• северная цепь из пяти станций принята в эксплуатацию МО ВВС в 1988 году;
• советско-американская ИФРНС «Чайка — Лоран-С» в составе трех станций (двух советских и одной американской) принята в совместную эксплуатацию МО ВВС и Береговой охраны США в 1995 году. После успешной эксплуатации в 2010 году система прекратила свое существование из-за ликвидации американской стороной своей станции на о. Атту и закрытия системы «Лоран-С» на территории США;
• подвижная ИФРНС ДВ диапазона «Скорпион» сдана заказчику в составе одной станции в 2015 году, в 2017 году заказчику МО ВВС поставлено еще две станции. Система по существу является модернизацией системы
  «Чайка-2П» при практически полном отсутствии бортовой аппаратуры.

Основными недостатками данных систем являются:

• системы предназначены только для обеспечения континентальных и океанических полетов самолетов, плавания морских надводных и подводных судов в открытых водах на удалениях до 10000 км от опорных передающих станций в зоне действия, что не обеспечивает навигационными данными сухопутные потребители, пилотируемые воздушные средства и низколетящие беспилотные летательные аппараты;
• недостаточная точность определения месторасположения (от 60 до 1000 метров в зависимости от режима функционирования);
• не полное покрытие территории РФ;
• система введена в эксплуатацию до 2000-х годов, требуется замена на современное оборудование.

Также стоит учесть, в случае начала реальных боевых действий (начала мировой войны) в первую очередь атаке будут подвержены спутниковые системы. В этом случае необходимо искать альтернативу спутниковой навигации, а именно разрабатывать методы навигации без использования спутников, способные повысить точность позиционирования и определять местоположение объектов даже при отсутствии сигналов от спутников. Рассмотрим некоторые зарубежные и отечественные варианты перспективных разработок замены спутниковой навигации.

Полную версию читайте в печатной версии журнала или электронной версии на сайте https://shop.eastview.com/results/item?sku=1222479PO