ОСОБЛИВОСТІ СТВОРЕННЯ ТА ЗАСТОСУВАННЯ НАЗЕМНИХ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ
ДОПОВНЕНЬ ГЛОБАЛЬНОЇ НАВІГАЦІЙНОЇ СУПУТНИКОВОЇ СИСТЕМИ
НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ

 

О.Ю. Пермяков, О.В. Лаврінчук, Р.М. Залужний
Національна академія оборони України, Київ

 

 

Розглянуто застосування наземних функціональних доповнень глобальної навігаційної супутникової си стеми з метою забезпечення високої точності і надійністі координатно-часових визначень і навігаційного забезпечення на території України. Наведені види координатно-часових та навігаційних послуг, які формуватимуться функціональними підсистемами системи координатно-часового та навігаційного забезпечення
України (СКЧНЗУ) та можливість збільшення розмірів робочої зони системи і забезпечення безперервності надання навігаційної інформації за допомогою малогабаритних випромінювачів радіонавігаційної інформації у випадку виведення з ладу окремих елементів СКНЧЗУ.

Ключові слова: глобальна навігаційна супутникова система, багатопозиційна локальна радіонавігацій на система, наземне функціональне доповнення, навігаційне забезпечення.

 

Вступ

Постановка проблеми та аналіз літератури.

З моменту впровадження в Україні супутникової радіонавігації в різних галузях, в тому числі і в військовій, в світі відбулися кардинальні зміни у ставленнідо супутникових технологій визначення координат, швидкості і часу в процесі керування рухомими об’єктами.

Глобальна навігаційна супутникова система (ГНСС) розглядається як исокотехнологічна інформаційна система, складові якої мають як космічне, так і наземне базування (рис. 1) і в комплексі доповнюють один одного для забезпечення точності навігаційних визначень, цілісності, безперервності, доступності та експлуатаційної готовності системи до застосування за цільовим призначенням.

Аналіз забезпечення вимог різнотипних груп споживачів щодо застосування існуючих радіонавігаційних засобів визначає наступні напрями рішення основних проблем:
– підвищення точності визначення місцеположення рухомих об’єктів;
– підвищення цілісності супутникових радіонавігаційних систем (СРНС);
– підвищення безперервності функціонування СРНС.

Рішення вищезазначених проблем в Україні здійснюється за допомогою розробки та введення в експлуатацію диференціальних підсистем та засобів контролю цілісності навігаційного поля згідно Концепції створення системи координатно-часового та
навігаційного забезпечення України (СКЧНЗУ), яка підготовлена НКАУ та погоджена з іншими міністерствами України. В першому виданні концепції на 2000 – 2005 рр. [1] зазначена система мала назву космічного навігаційно-часового забезпечення
України, однак, у зв’язку з тим, що Україна не має свого космічного сегменту, система була перейменована згідно визначень нормативних міжнародних документів щодо надання координатно-часових та навігаційних послуг [2].

Актуальність навігаційного забезпечення будьякої сфери діяльності держави та підвищення її застосування підтверджується як світовими тенденціями в області розвитку та застосування супутникових навігаційних технологій [3 – 5], так і внутрішніми потребами України [6 – 8]. Що стосується військової сфери, то забезпечення середньоквадратичного відхилення навігаційних параметрів в межах 10 – 50 м дозволяє збільшити ефективність бойового застосування авіаційних засобів ураження на 10 – 15% а також збільшити ефективність бойового застосування високоточної зброї на 15% [9]. СКЧНЗУ, згідно керівних документів, дозволить підвищити точність визначення місцеположення об’єктів до 3 – 5 м
в залежності від умов формування диференційних корегуючих поправок.

Крім того, розвиток систем оперативного моніторингу транспортної мережі на базі сучасних комп’ютерних, глобальних навігаційних супутникових та систем радіозв’язку демонструє їх високу ефективність у вирішенні завдань пересування великої кількості рухомих керованих об’єктів.

В результаті реалізації конкретних проектів створення
даних систем в США та в окремих країнах Європи значно збільшилась середня швидкість руху - приблизно до 16%, та рівень безпеки руху всіх видів рухомих об’єктів – до 27%. В провідних країнах світу відповідні системи впроваджуються як у військовій, так і в цивільній сферах діяльності. Аналіз розвитку функціональних доповнень ГНСС [10, 11] дозволяє виділити в загальному вигляді наступні фактори, що визначають ефектив-
ність даної системи:
– скорочення наземної інфраструктури;
– підвищення якості обробки інформації;
– формування на базі глобальної регіональних робочих зон навігаційного поля;
– застосування гнучких, динамічних маршрутів руху керованих об’єктів;
– забезпечення автоматизованого вироблення та передачі безконфліктних варіантів прийняття рішень щодо ефективного застосування рухомих засобів на землі, в повітрі та на водній поверхні.

Основний матеріал

Навігаційні супутникові системи «GPS», «ГЛОНАСС», «Galileo» в комплексі з наземними,
космічними та бортовими функціональними доповненнями стають основними засобами навігації та управління, що підтверджується низкою рішень міжнародних та державних організацій, які відповідають за навігаційне забезпечення у відповідних країнах або на визначених територіях. Тобто, під концепцією розвитку навігаційного забезпечення в
цілому розуміють комплексний підхід до застосування систем зв'язку, навігації, спостереження та організації руху, що охоплює взаємопов’язаний перелік програмно-апаратних та технічних комплексів на основі супутникових та комп’ютеризованих засобів. Ця концепція отримала підтримку за результатами економічного дослідження, з якого виходить що: нові системи забезпечують очевидні технологічні переваги; отриманий вихідний ефект в глобальному масштабі значно перевищує затрати, які пов’язані з впровадженням нових технологій. Крім того, існуючі оцінки ефективності відповідних підсистем (функціональних доповнень) на регіональному та національному (державному) рівні також проводяться з урахуванням їх реакції на впровадження нової високотехнологічної інформаційної системи за умов гарантованого, необхідного
рівня навігаційного забезпечення на визначеній території. В математичному аспекті оцінка ефективності зводиться до постановки та рішення багатокритеріальної оптимізаційної задачі. Що стосується України, СКЧНЗУ створюється як наземне функціональне доповнення до ГНСС, і у цілому забезпечуватиме високу точність і надійність координатно-часових визначень і навігаційного забезпечення на її території. Основним завданням СКЧНЗУ є надання користувачам диференційної корегуючої інформації (ДКІ) в реальному масштабі часу. З урахуванням вимог до точності і надійності координатних визначень усі користувачі СКЧНЗУ умовно розділяються на групи, наведені в табл. 1. Основними складовими частинами СКЧНЗУ є:
– центр контролю навігаційного поля (ЦКНП);
– мережа контрольно-корегуючих станцій (ККС), що одночасно є станціями моніторингу
ГНСС;
– регіональні пункти контролю навігаційного поля (РПКНП), що базуються на ККС;
– референцні станції (РС), розташовувані в окремих регіонах для високоточних навігаційних і геодезичних визначень;
– сервісні центри (СЦ) для надання послуг користувачам СКЧНЗУ;
– внутрішньо-системні засоби передачі інформації;
– засоби доставки інформації;
– засоби контролю якості (ЗКЯ) роботи СКЧНЗУ.

У СКЧНЗУ виділяються три функціональні підсистеми. До них відносяться:
– підсистема широкозонних диференційних корекцій (ПШДК) – забезпечуватиме обробку кодових вимірів навігаційних сигналів, моніторинг ГНСС, формування і видачу користувачам в реальному масштабі часу (РМЧ) широкозонної ДКІ. Робота ПШДК базується на інформації мережі ККС, що входять до складу ЦКНП. Послуги ПШДК доступні
на всій території України;
– підсистема регіональних диференційних корекцій (ПРДК) – забезпечуватиме обробку кодових іфазових вимірів навігаційних сигналів, що реєструються ККС окремих РПКНП, і пов'язаних з ними регіональних мереж референцних станцій, формування і видачу користувачам в РМЧ ДКІ на регіональному рівні;

 

Полный текст статьи может быть загружен по ссылке : http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/ZKhUPS/2009_2/Permya.pdf