Что даст ГЛОНАСС дополнение системой гравитационной навигации
В России продолжается разработка системы гравитационной навигации – об этом в начале года напомнило руководство Росстандарта. Пока точных данных о перспективах ее запуска в эксплуатацию нет. Однако появились сообщения о том, что эта технология будет интегрирована в российскую спутниковую систему навигации ГЛОНАСС. Это должна предусмотреть Федеральная целевая программа ГЛОНАСС на ближайшие 10 лет.
Карта магнитных аномалий
Как комментируют эксперты, в основу идеи гравитационной навигации положено отличие параметров гравитационного поля в разных точках поверхности планеты (или над ней). Наша планета обладает поверхностью со сложным рельефом, а земная кора состоит из разных пород. Эти обстоятельства оказывают влияние на параметры гравитации. Кроме того, из-за ряда факторов в разных точках наблюдается отличающаяся центробежная сила.
Концепция гравитационной навигации предусматривает измерение параметров гравитационного поля и центробежной силы в разных точках земли и дальнейшую обработку результатов. Итогом такой работы должна стать карта, способная обеспечить высокую точность навигации.
Сообщения на тему гравитационной навигации и ее перспективных возможностей стали активно осуждаться в СМИ еще около 3-х лет назад. Сообщалось, к примеру, что Росстандарт уже создал прототип средств формирования навигационных карт гравитационного поля, и что российские ученые уже несколько лет занимаются сбором данных, поиском гравитационных аномалий земной поверхности и составлением гравиметрических карт Земли.
Составленная таким образом карта будет вводиться в память навигационной аппаратуры и использоваться при вычислениях. Данные о гравитационном поле могут использоваться для коррекции работы других, в том числе спутниковых навигационных систем, сокращая погрешность до сантиметров.
В первые недели текущего года в Сети со ссылкой на руководство Росстандарта появилась информация о том, что работы по этому перспективному проекту продолжаются, и получены новые результаты.
Согласно последним сообщениям, ВНИИФТРИ (один из ведущих институтов Росстандарта, работающий над созданием прототипов и экспериментальных образцов средств формирования картографической основы, навигационной аппаратуры потребителей и средств оценки характеристик систем навигации по гравитационному полю Земли) в настоящее время занят составлением точных гравиметрических карт разных районов, пригодных для дальнейшего использования на практике. Данные о параметрах гравитационного поля земли обрабатываются и переводятся в удобную для использования форму. Кроме того, ведется разработка навигационной аппаратуры. Правда, сроки внедрения новых технологий в эксплуатацию пока неизвестны. Процесс может задержать и отсутствие точных карт значительной части земной поверхности.
Тем не менее, как полагают эксперты, в будущем, когда эти технологии будут внедрены, в ряде сфер, где требуется особо точное определение координат, независимость от внешних источников сигнала, произойдут коренные изменения.
К примеру, в военной сфере внедрение гравитационных систем навигации позволит повысить боеспособность техники и вооружений.
В науке применение гравитационных систем навигации повысит точность сбора данных, в геологоразведочных работах и изысканиях – облегчит поиск полезных ископаемых, при строительстве объектов железнодорожного транспорта - обнаружит карстовые пустоты. И, наконец, в транспортной сфере также могут потребоваться более точные, чем используемые сегодня системы навигации, в частности, для создания систем автоматического авиа- и судовождения, беспилотного транспорта и робототехнических комплексов.
Как прокомментировал в СМИ руководитель Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии Алексей Абрамов, все эти наработки в перспективе позволят создать независимую от внешних источников сигнала, помехозащищенную систему навигации, позволяющую непрерывно определять местоположение в любых условиях, в том числе - в туннелях, под землей, под водой, в условиях искусственных или природных помех.
Правда, как признаются специалисты, ожидать этого следует еще не скоро.
Спутник+гравиметр
Информацию о том, что исследования и мероприятия по интеграции такой технологии, как навигация на базе аномалий гравитационного поля и магнитных аномалий, будут запланированы в новой Федеральной целевой программе ГЛОНАСС на период 2021-2030 годов. Она войдет в состав единой космической программы России, разрабатываемой государственной корпорацией «Роскосмос», будет внесена на утверждение Кабмина РФ в 2020 году, - сообщил в интервью директор ВНИИФТРИ Сергей Донченко.
Развитием проекта Глобальной навигационной спутниковой системы занимается «Роскосмос» совместно с рядом министерств и ведомств, в числе которых – Минобороны РФ, Ростехнадзор, Росстандарт, Росавиация и др. Основу системы составляют 24 спутника, движущихся вокруг Земли в трех орбитальных плоскостях с высотой орбит 19 100 км.
Огромное преимущество ГЛОНАСС, как и других спутниковых систем навигации - высокая точность. Но есть и недостатки – например, невозможность работать в туннелях, под землей - везде, где спутниковый сигнал отсутствует или встречается с серьезными помехами.
В числе основных задач, которые предполагается решить, реализуя Федеральную программу – повысить точность навигации ГЛОНАСС до метра в абсолютном режиме, без использования функциональных дополнений, а также создать так называемую «бесшовную навигацию», предполагающую задействование в одном приборе всех видов навигации и их функционирование при изменении условий, незаметное для потребителя.
Иными словами, появятся возможности определять местоположение вне зоны видимости спутников – в туннелях, в городской застройке. «Для этого спутниковую навигацию необходимо интегрировать с другими способами навигации», - отметил Сергей Донченко.
Будущая гравитационная система навигации и ГЛОНАСС будут работать вместе как взаимоподдерживающие системы, - комментирует Алексей Абрамов.
Кроме того, для системы ГЛОНАСС ведется разработка новых наземных часов, точность которых будет превышать точность имеющихся сегодня более чем в 10 раз.
Опубликовано 20.02.2020