Проблемные вопросы фундаментального КВНО в интересах ГЛОНАСС в современных условиях и предложения по их парированию

В. В. Пасынков¹, А. В. Ипатов²

¹АО «НПК «СПП», г. Москва, Россия

²ИПА РАН, г. Санкт-Петербург, Россия

Фундаментальное КВНО получило импульс развития в первой ФЦП ГЛОНАСС 2001–2011 гг. [1], когда наряду с задачей по восстановлению орбитальной группировки была поставлена задача достижения конкурентоспособного уровня с американской GPS. Эта задача была успешно решена в два этапа.

На первом этапе в 2002–2007 гг.:

• в СМПО реализованы современные (актуальные) модели движения и измерений, а также технология их обработки;
• разработана и внедрена беззапросная технология ЭВО на базе впервые созданной в ГЛОНАСС сети БИС (3 станции);
• создана и внедрена в ГЛОНАСС редакция ПЗ-90.02 [2];
• осуществлен переход на ежесуточное обновление ПВЗ;
• достигнут уровень ЭВО 3.0 м [3] (СКО, ЭПД) и паритет с американской GPS.

На втором этапе в 2008–2012 гг.:

• были разработаны и внедрены модернизированное СМПО в части модели движения и измерений и технология ЭВО;
• расширена сеть БИС (до 11 станций);
• внедрена новая редакция ГГСК ПЗ-90.11 [4];
• осуществлен переход на ежесуточное обновление ПВЗ по собственным данным РТ-32 сети «Квазар-КВО», обеспечена независимость от данных международных служб, достигнут уровень ЭВО 1.4 м [5] (СКО, ЭПД) и обеспечено поддержание паритета с американской GPS.

В 2012–2020 гг. (за период второй ФЦП [3]) получено много положительных результатов, но, к сожалению, непосредственной реализации в оперативном ЭВО ГЛОНАСС они не получили.

Сеть беззапросных станций наземного сегмента развита до 20 станций, модернизированы технология и модели движения и измерений, интегрально обеспечившие достижение точности эфемерид на уровне 0.1–0.2 м (сопоставимо с лучшим мировым уровнем) и ЧВП — на уровне 0.2–0.9 м (в зависимости от характеристик БСУ). Модернизирована сеть «Квазар-КВО» на базе трёх РТ-13 [6], с обеспечением оперативного обновления ПВЗ каждые 6 ч и точностью получения всемирного времени на уровне 30 мс. Созданы новые стандарты частоты наземного сегмента по суточной нестабильности шестнадцатого знака и квантово-оптические средства нового поколения «Точка», обеспечивающие сличения удаленных стандартов частоты на пикосекундном уровне точности в оптическом диапазоне [7]. Существенно улучшены характеристики межспутниковой линии на КА «Глонасс-К» и продемонстрированы возможности существенного улучшения ЭВО при комбинированном использовании наземных и межспутниковых измерений, а также колокации с измерениями РСДБ нового поколения [8]. Проведен эксперимент [9] по обеспечению работы РСДБ-станций по сигналам ГЛОНАСС и др. [10, 11].

Однако по ряду объективных причин, и самое главное — по причине неготовности модернизированного наземного сегмента, до непосредственной реализации в контуре штатного ЭВО ГЛОНАСС не доведено. Параллельные попытки улучшения отдельных характеристик также успехом не увенчались. Запланированная модернизация ГГСК на 2020 г. не состоялась.

Объективно ГЛОНАСС с фактическим уровнем характеристик навигационного поля в настоящее время не занимает лидирующие позиции по сравнению с другими ГНСС. За прошедшие десять лет европейская «Галилео» развернута до полного состава, китайская «Бейдоу» за истекшие пять лет полностью обновлена КА нового поколения (Бейдоу-3), и эти обе системы демонстрируют дециметровый уровень точности навигационного поля, превосходящий даже американскую GPS с блоками нового поколения IIIF.

Безусловно одним из основных условием улучшения характеристик ГЛОНАСС является восполнение ОГ нового поколения «Глонасс-К2». Однако, как и двадцать лет назад, чтобы обеспечить конкурентоспособный уровень с зарубежными ГНСС, также необходимо:

• совершенствовать модели и технологии ЭВО, в том числе по комбинированию наземных и межспутниковых измерений;
• развивать сеть станций, в том числе по работе с новыми сигналами с кодовым разделением;
• внедрить технологию калибровки навигационных сигналов КА системы ГЛОНАСС и БИС наземного сегмента на основе оптической беззапросной КОС;
• модернизировать узлы колокации и сеть станций Квазар-КВО, в том числе по работе РСДБ-станций по новым сигналам ГЛОНАСС с кодовым разделением, улучшить колокацию на основе модернизации КОС аппаратурой НБКОС, и гравиметром;
• совершенствовать отечественную ГГСК ПЗ-90.

Одним из направлений должно быть углубление международного сотрудничества:

• создание сети узлов колокации стран БРИКС и включение РСДБ нового поколения (РТ-13) и КОС нового поколения («Точка») для работы в этой сети;
• сгущение сети БИС на территории РФ и включение БИС ФАГС для работы в международных миссиях.

Литература

1) Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на период 2002-2011 гг. (утверждена постановлением Правительства РФ от 20.08.2001 № 587, с изменениями постановлением Правительства РФ от 12.09.2008 № 680). 2008.

2) Распоряжение Правительства №797-р от 20.06.2007.

3) Данилюк А. Ю., Жуков А. Н., Забокрицкий А. В. и др. Текущее состояние и перспективы развития эфемеридно-временного обеспечения в МГНСС ГЛОНАСС с использованием измерений РСДБ // Труды ИПА РАН. 2007. Вып. 16.

4) Постановление Правительства Российской Федерации от 24 ноября 2016г. №1240 «Об установлении государственных систем координат, государственной системы высот и государственной гравиметрической системы».

5) Пасынков В. В. О достижении конкурентоспособного уровня точности навигационного поля ГЛОНАСС на основе создания узлов колокации КОС, БИС и РСДБ // Труды Международная конференция «Одно- и двухсторонняя лазерная дальнометрия в ко-локации с радиотехническими системами для ГНСС» 2012 г. ИПА РАН, г. Санкт-Петербург.

6) Ипатов А. В. Радиоинтерферометр нового поколения для фундаментальных и прикладных исследований. PACS numbers: 07.57. – c, 84.40 – x, 89.20 –a. Doi: 10.3367/UFNr.0183.201307i.0769.

7) Жабин А. С., Лепёшкин Д. В., Пасынков В. В. и др. Перспективные направления использования запросно-беззапросных квантово-оптических систем нового поколения в интересах улучшения метрологического обеспечения ГЛОНАСС на этапе штатной эксплуатации // 10-й Международный симпозиум «Метрология времени и пространства». Тезисы. Менделеево: ВНИИФТРИ, 2021. 3 с.

8) Пасынков В. В., Бакитько Р. В., Круглов А. В. Совершенствование запросной технологии расчета эфемерид ГЛОНАСС // Труды ИПА РАН. 2019. № 50. С. 58–72.

9) Пасынков В. В., Суркис И. Ф., Титов Е. В. и др. Обработка и анализ РСДБ-наблюдений космических аппаратов системы ГЛОНАСС комплексом «Квазар-КВО» // Труды ИПА РАН. 2022. Вып. 61. С. 3–27.

10) Пасынков В. В., Красильщиков М. Н., Кружков Д. М. Современные задачи совершенствования координатно-временного обеспечения ГЛОНАСС и перспективные методы их решения. I. Совмещение систем координат, используемых различными информационными технологиям и в интересах уточнения положения геоцентра // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2019. № 4. С. 156–165.

11) Пасынков В. В., Красильщиков М. Н., Кружков Д. М. Современные задачи совершенствования координатно-временного обеспечения ГЛОНАСС и перспективные методы их решения. II. Совмещение систем координат, используемых различными информационными технологиями в интересах уточнения всемирного времени // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2019. № 5. С. 108–116.