Навигация по спутникам: зачем миру ГЛОНАСС и как она работает
Москва. 4 июля. ГеоИнфо — Сегодня определение своего местоположения на карте — дело пары секунд: достаточно просто включить навигатор на смартфоне. Однако за этой повседневной удобной функцией скрывается работа сложнейшей высокотехнологичной системы, включающей десятки спутников, наземные станции и специалистов. В России за эту задачу отвечает собственная спутниковая система — ГЛОНАСС. О ее значении и устройстве рассказал обозреватель ТАСС Михаил Котов.
От первых запусков до глобального покрытия
История системы началась в декабре 1976 года, когда постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР был запущен проект «Ураган» — военная навигационная система, развивавшая идеи программы «Циклон». Первый спутник — «Ураган» 11Ф654 — был выведен на орбиту 12 октября 1982 года. Ровно 40 лет назад был запущен «Космос-1413». Спутники собирались медленно, и только к апрелю 1991 года удалось разместить 12 аппаратов. К 1993 году систему приняли в эксплуатацию, а через три года на орбите уже находились необходимые 24 спутника.
Однако в конце 1990-х развитие системы застопорилось из-за финансовых трудностей: к началу 2000-х в работе оставалось всего шесть спутников — недостаточно для функционирования. Возрождение системы началось в 2001 году с принятием федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система». С 2003 года начали запуски модернизированных спутников «Глонасс-М», а к 2010 году удалось обеспечить полное покрытие всей Земли.
Сейчас на орбите находятся 27 спутников: 24 работают, два находятся в резерве, один на исследовании. Среди них — аппарат «Глонасс-К», запущенный 10 октября 2022 года, в котором используется преимущественно российская элементная база. Последний на данный момент спутник — «Глонасс-К2» №13Л — отправился на орбиту 7 августа 2023 года с космодрома Плесецк.
С 2026 года запланировано внедрение нового поколения аппаратов — «Глонасс-В» и «Глонасс-КМ». Они обеспечат более точную геолокацию благодаря новым гражданским каналам передачи сигнала. Также для повышения точности будет использоваться группировка интернет-спутников «Рассвет» от компании «Бюро 1440». Это позволит довести точность до десятков сантиметров (против нынешних 2–3 метров).
Как это работает
Спутники ГЛОНАСС располагаются на орбите высотой 19 400 км — это оптимально для использования в северных широтах. При чистом небе из любой точки России можно «видеть» минимум четыре спутника одновременно. Каждый из них постоянно передает сигнал, который принимает чип в смартфоне. Зная точные координаты спутников и их положение в конкретный момент времени, система рассчитывает местоположение пользователя. За точность данных отвечают наземные службы: они регулярно обновляют информацию о положении спутников, ведь они, как и мы, постоянно движутся.
Чтобы ускорить процесс определения координат при включении навигации, используются технологии «горячего старта», а также данные альманаха и эфемерид. Альманах содержит приблизительную информацию об орбитах всех спутников, а эфемериды — точные координаты конкретного спутника, передаваемые каждые 30 секунд. Именно загрузка эфемерид обеспечивает точную навигацию — хотя сначала смартфон может показывать местоположение с погрешностью.
Если навигатор включается после долгого перерыва или в новой географической точке — это «холодный старт». В таком случае система заново ищет спутники, загружает альманах и эфемериды, и только после этого начинает работать в штатном режиме.
Также для ускорения запуска используется технология A-GPS — вспомогательная система, передающая часть навигационных данных (включая альманах и эфемериды) по интернету. Это особенно важно в условиях плохой видимости спутников — в помещениях, между высотными зданиями и т. д.
ГЛОНАСС — вопрос безопасности
Российская навигационная система — это не только про комфорт и удобство. Это важнейший элемент национальной безопасности. Хотя современные смартфоны могут использовать сигналы от GPS, Galileo и Beidou, наличие собственной системы исключает риски отключения от зарубежных навигационных служб или снижения точности, как это было в случае с GPS до 2000 года.
Навигация применяется в самых разных сферах — от беспилотного транспорта и геодезии до мобильных игр. И представить, что мы снова вернемся к бумажным картам, сегодня кажется невозможным.
Отдельного внимания заслуживает система экстренного реагирования «ЭРА-ГЛОНАСС». Она автоматически передает координаты автомобиля в случае ДТП, помогая спасателям оперативно прибыть на место. В будущем эта система будет усовершенствована — ГЛОНАСС сможет не только определить местоположение, но и установить голосовую связь с водителем.
Без ГЛОНАСС все эти сервисы были бы невозможны. Российская спутниковая система доказала свою надежность, эффективность и незаменимость — как в повседневной жизни, так и в масштабах страны.
