Sistemele de navigație prin satelit ale URSS, Rusia și SUA. Povestea unu

Prima generație de sisteme de navigație prin satelit din Uniunea Sovietică a primit numele „Sail” și a fost dezvoltată pe baza Institutului de Cercetare Științifică Hidrografică și Navigator (NIGSHI) al Marinei. Însuși ideea de a folosi sateliți artificiali Pământului ca element principal al navigației a venit la primul naval navigatorul Fufaev Vadim Alekseevici în 1955. Sub conducerea inspiratorului ideologic, în NIGSHI a fost creat un grup de inițiativă, care a fost angajat în determinarea coordonatelor. A doua direcție a fost subiectul determinării Doppler a coordonatelor sub conducerea lui V.P. Zakolodyazhny, iar al treilea grup a fost responsabil pentru determinarea goniometrică a coordonatelor - șeful direcției a fost E.F. Suvorov. La începutul anilor 1960, a fost dezvoltat apariția primului sistem autohton de navigație globală pe orbită joasă prin satelit. Pe lângă NIGSHI, angajații NII-4 ai Ministerului Apărării au participat activ la proiect. Se presupunea că navele Marinei Uniunii Sovietice vor fi primii „utilizatori” ai navigației prin satelit. Cu toate acestea, totul s-a oprit brusc - programul a fost drastic limitat în finanțare și de fapt a înghețat. „Cocoșul prăjit” era informații despre stadiul final de dezvoltare a unui sistem similar în tabăra unui potențial adversar - Statele Unite. Până în 1963, americanii au pus în funcțiune sistemul de satelit Transit, iar pe 15 ianuarie 1964, guvernul a decis să creeze un analog sovietic sub codul „Ciclon” (unele surse menționează numele uluitor „Ciclon-B”). .

Din acel moment, munca semi-subterană a grupurilor de inițiativă a devenit programul oficial de stat. OKB-10 a devenit dezvoltatorul principal al sistemului, Mihail Fedorovich Reshetnev a fost numit „principal”, iar Institutul de Cercetare Științifică din Proborostroenie (NIIP) a fost responsabil pentru echipamentul radio. La nivel de schițe, proiectul a fost gata până în iulie 1966 și, în același timp, au fost aprobate baze de testare - nava oceanografică Nikolai Zubov cu submarinele B-88, B-36 și B-73.

Nava „Nikolai Zubov”. Sursa: kik-sssr.ru

Prima navă spațială de navigație operațională internă a fost Cosmos-192 (racheta purtătoare a fost Cosmos-3M), lansată pe 25 noiembrie 1967 din cosmodromul Plesetsk. Următorul a fost Cosmos-220, trimis pe orbită joasă pe 7 mai 1968, Cosmos-292 (14 august 1969) și Cosmos-332 (11 aprilie 1970). Testele au fost finalizate până în vara anului 1970 și au găsit următoarea precizie: pe baza efectului Doppler - 1,5 km, sistemul telemetru - 1,8 km, iar corectarea sistemului de direcție a fost de 3-4 minute de arc.

Aspectul sistemului de satelit „Cyclone”. Sursa: wikipedia.ru

Nava spațială a sistemului Parus. Sursa: gazetamir.ru

Înălțimea orbitală a sateliților a fost de 1000 de kilometri - acestea erau vehicule tipice pe orbită joasă, cu o perioadă de revoluție în jurul planetei în 105 minute. Față de planul ecuatorului, înclinarea orbitelor navei spațiale din seria Cosmos a fost de 83.⁰, ceea ce i-a făcut sateliți circumpolari. După șase ani de operare de probă a patru sateliți de navigație în septembrie 1976, sistemul a fost pus în funcțiune sub numele de „Sail”. Până în acel moment, precizia determinării coordonatelor navei în mișcare era de 250 de metri, iar în port pe liniile de acostare - aproximativ 60 de metri. Sistemul a fost destul de operațional - timpul de determinare a locației a fost în 6-15 minute. Diferența cheie între dezvoltarea internă și Tranzitul american a fost posibilitatea comunicării radiotelegrafice între navele și submarinele Marinei cu posturi de comandă și între ele. Comunicarea a fost asigurată atât în ​​condiții de vizibilitate radio comună, cât și în opțiunea transferului unui mesaj de la un abonat la altul, adică la scară globală. În acest din urmă caz, întârzierea comunicării a fost de 2-3 ore. Astfel a luat naștere primul sistem de navigație și comunicații prin satelit din lume „Sail”, care a transformat navigația în flota sovietică. Pentru prima dată, a devenit posibil să vă determinați propria locație, indiferent de vreme, ora din zi sau an, oriunde în oceanele lumii. Acest sistem este încă în funcțiune.

În 1979, sistemul Cicada a fost pus în funcțiune pentru a deservi nave civile, lipsite de echipamente militare de navigație și opțiuni de comunicare. Cu doi ani mai devreme, spărgătorul de gheață Artika, bazat pe date de navigație prin satelit, a ajuns pentru prima dată în lume la Polul Nord pentru navele maritime. Pentru Cicada, o constelație orbitală de patru sateliți a fost detașată, iar Parusul militar a avut la diferite momente o medie de 6-7 nave spațiale pe orbită joasă. O modernizare serioasă a Cicada a fost instalarea echipamentului de salvare KOSPAS-SARSAT, sau, cum se mai spune, sistemul Nadezhda, dezvoltat în asociația Omsk Polet. Sistemul de salvare a apărut după semnarea, la 23 noiembrie 1979, a acordului interguvernamental între URSS, SUA, Canada și Franța privind dezvoltarea COSPAS - Space Search System for Emergency Vessels, SARSAT - Search And Rescue Satellite-Aided Tracking. Sistemul trebuia să fie responsabil pentru căutarea aeronavelor și a navelor aflate în primejdie. Punctele de recepție a informațiilor prin satelit au fost localizate inițial în Moscova, Novosibirsk, Arhangelsk, Vladivostok (URSS), San Francisco, St. Louis, Alaska (SUA), Ottawa (Canada), Toulouse (Franța) și Tromsø (Norvegia). Fiecare satelit, zburând deasupra suprafeței Pământului, a primit semnale dintr-o zonă circulară cu un diametru de 6000 km. Numărul minim de sateliți necesar pentru recepția fiabilă a semnalelor de la balizele de urgență a fost de patru vehicule. Deoarece la acea vreme nimeni, cu excepția SUA și URSS, nu putea produce astfel de echipamente, aceste două țări au fost cele care au furnizat constelația orbitală KOSPAS-SARSAT. Sateliții au primit semnalul persoanei aflate în primejdie, l-au transmis către un punct la sol, unde i-au determinat coordonatele cu o precizie de 3,5 km și au luat decizia unei operațiuni de salvare în decurs de o oră.

Emblema COSPAS-SARSAT până în 1992. wikipedia.ru


O ilustrare a principiului de funcționare al COSPAS-SARSAT. Sursa: seaman-sea.ru

Satelitul sovietic cu echipamentul Nadezhda în septembrie 1982 a fost cel care a înregistrat primul semnal de primejdie de la o aeronavă ușoară care s-a prăbușit în munții din vestul Canadei. Drept urmare, trei cetățeni ai Canadei au fost evacuați – așa a deschis proiectul internațional COSPAS-SARSAT contul sufletelor salvate. Merită să ne amintim că așa poveste s-a născut în apogeul Războiului Rece - în 1983, Reagan a numit oficial URSS „Imperiul Răului”, iar COSPAS-SARSAT încă funcționează și a salvat deja aproximativ 4000 de oameni.

Aparatul intern „Nadezhda” al sistemului internațional KOSPAS-SARSAT. Sursa: seaman-sea.ru

Despre necesitatea dezvoltării unui sistem de navigație pe orbită medie, necesar nu numai pentru „mare”, ci și pentru aviaţie cu „infanteria”, au început să vorbească în URSS încă din 1966. Rezultatul a fost munca de cercetare „Prognoza” sub conducerea lui Yu. I. Maksyuta, în conformitate cu care în 1969 au susținut posibilitatea lansării sateliților de navigație pe orbita medie a Pământului. În viitor, acest proiect a fost numit GLONASS și a fost creat cu participarea unui număr mare de organizații - Biroul de proiectare Krasnoyarsk de mecanică aplicată, Institutul de Cercetare din Moscova pentru Inginerie Instrumentelor și Institutul de Cercetare Radio de Inginerie Leningrad (LNIRTI). Uniunea Sovietică a lansat primul satelit GLONASS în spațiu pe 12 octombrie 1983, iar în 1993 sistemul a fost pus în funcțiune în Rusia, deși într-o versiune trunchiată. Și abia în 1995, GLONASS a fost adus personalului a 24 de dispozitive, infrastructura la sol a fost îmbunătățită și navigația a câștigat 100%. La acel moment, precizia determinării coordonatelor era de 15-25 de metri, determinarea componentelor vitezei (opțiune nouă) - 5-6,5 cm/s, iar determinarea timpului de către echipamentele casnice putea fi efectuată cu o precizie de 0,25 -0,5 μs. Dar în șase ani, constelația orbitală a fost redusă la 5 sateliți și totul a fost gata pentru eliminarea completă a sistemului de navigație prin satelit rus. A doua naștere a avut loc în august 2001, când guvernul Federației Ruse a adoptat programul țintă federal „Global Navigation System”, conceput într-o oarecare măsură să concureze cu GPS-ul. Dar asta este o poveste puțin diferită.

Comments

[kig]

Am văzut această Cicada, a stat pe spărgătoarele de gheață din Orientul Îndepărtat. Un raft de echipamente la fel de înalt ca mine și un mod foarte specific de a afișa informații: ceva ca un teletip. Din imprimantă, cu un ciripit îngrozitor, a ieșit târâind o bandă îngustă de hârtie pe care erau tipărite coduri maritime secrete. De exemplu (exemplul este luat despre buldozere): 12 + 04 3567 15 - 112 357. În terminologia navală, aceasta însemna 43 de grade latitudine nordică și 112 grade longitudine estică pentru câteva minute. Apoi a existat un fel de pictogramă complicată care indică o observație reușită și coduri care indică calitatea semnalului primit, înălțimea satelitului etc. Dacă observația nu a reușit, atunci a fost complet imposibil să citiți banda din mers, a fost necesar să obțineți manualul și să căutați transcrierea. La latitudinea Vladivostok, pauza dintre observații a ajuns la 4 ore. Dar în nord, după părerea mea, la fiecare oră și jumătate. Desigur, nu poate fi comparat cu gps-ul modern, dar la vremea aceea era mișto.

[merkava-2bet]

Nu știu despre Cicada, dar în 2002 am instalat un sistem GPS pe rezervoarele Merkava-2, care era încă hemoroizi.porniți sistemul de repornire timp de patru ore, dacă nu o faceți, atunci precizia scade la 25 metri, și corecții constante pentru busola magnetică și Steaua Polară, în plus, blocul în sine dădea doar coordonate, fără hartă și simboluri, pe scurt, asta e tot dracu. Nu am văzut niciun echipaj care să-l poată folosi , încercați să introduceți corecții în timp ce vă deplasați, când tancul sare și trebuie să reglați sistemul la fiecare 20 ore de la un rezervor staționar, sistemul a fost extrem de capricios, mama sa americană. Prin urmare, când au început să instaleze sistemul israelian, acesta a devenit imediat mai ușor, și o hartă, și arată unde sunt barmaley și câmpurile minate, iar datele sunt actualizate în mod constant, iar interfața este clară, fără dans cu o tamburină și matyukov.

[Brylevsky]

Autor, multumesc! Excelent articol. Scurt, clar și la obiect. Fără navigație prin satelit, navigatorii ar merge în continuare pe mare, conform calculelor, „Tabelele Navale”, ținând un sextant în mâna dreaptă și un cronometru în stânga. Dar totul trebuie plătit. Înainte de apariția navigației prin satelit, navigatorul trebuia să aibă cunoștințe bune de algebră și trigonometrie sferică și să poată număra bine. Acum, întreaga cultură a navigatorilor maritim de înaltă a degenerat în „capacitatea” de a pune un punct pe hartă folosind GPS-ul de mai multe ori în timpul unui ceas, sau de a nu pune absolut nimic dacă harta este electronică. Deci progresul pe de o parte s-a transformat în regresie pe de altă parte...

[aspirant]

Am publicat manualul „Sisteme de radionavigație marină” Editura „Radio și Comunicare” 1991. Multe dintre aceste sisteme au fost create sub conducerea și participarea mea personală. Au fost apoi deschise departamente și în universitățile militare și civile.
Anul acesta, a depus spre publicare un alt manual „Navigația radio a aeronavelor de pe navă și de pe uscat”. Oamenii de știință de la Universitatea Cranfield au cerut primul manual în 1992. Am făcut-o atunci.

[pmigse]

De ce și cine are nevoie de o carte din '91?
91 de ani.... a fost un moment bun. Era un manual al lui Nikitenko - atunci îl finaliza în Makarovka și în laboratorul nostru de la RIRV-LNIRTI, unul vechi deja. Manualul său are 76 de ani. În opinia mea, în același an - 91 - a murit părintele Shebshaevich, patriarhul GNSS GLONASS, el are ultima carte - Sisteme de navigație radio prin satelit de rețea - la doar 91 de ani. A lucrat pentru noi și cu institutul de cercetare din unitatea noastră. Acum, în fruntea institutului - RIRV - fiul lui Shnbshaevich.
Fost deputat. Proiectant șef RSDN IFRNS Chaika

[iouris]

Când, în 1981, a fost efectuat pentru prima dată bombardamentul navigațional al aeronavei MiG-27M, comandantul forțelor aeriene districtuale a crezut că acum bomba va lovi cu precizie „automat”. Din aproximativ paisprezece piloți, doar trei au îndrăznit să arunce bombele pentru că au văzut unde ar putea lovi (nori scăzut, un batalion de puști motorizate dedesubt). RSDN și RSBN nu au putut oferi eficiența necesară, iar punerea în funcțiune a GLONASS a fost mult întârziată, deși URSS ar fi trebuit să fie înaintea tuturor.