Спутниковая система навигации

Аппаратура спутниковой навигации: оценка соответствия

Последние годы характеризуются широкомасштабным внедрением спутниковых навигационных технологий и аппаратуры спутниковой навигации практически во всех областях деятельности. Обязательность применения аппаратуры ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS при осуществлении соответствующих видов транспортной деятельности, включая наличие обязательных требований к самой аппаратуре, поставили в разряд весьма актуальных проблему установления форм оценки ее соответствия установленным требованиям. Однако решение этой проблемы зачастую бывает сопряжено с определенными трудностями. Анализу ряда аспектов данной проблемы посвящена эта статья.

Наиболее массовое применение аппаратуры спутниковой навигации наблюдается в транспортном комплексе и, особенно, на наземном транспорте. Навигационные устройства, устанавливаемые на автомобили разного класса, широко используются в системах мониторинга и диспетчеризации перевозок пассажиров, специальных и опасных грузов. Предусматривается применение этой аппаратуры в системе экстренного реагирования при авариях (ЭРА-ГЛОНАСС), а также в системе взимания платы за проезд по автодорогам федерального значения большегрузного транспорта с разрешенной максимальной массой свыше 12 тонн. Навигационные устройства используются также в системах контроля режимов труда и отдыха водителей (системы тахографического контроля); страховой телематики («умное» страхование) и др.

В значительной степени навигационный бум на транспорте обусловлен тем, что довольно существенная часть рынка транспортных перевозок, базирующихся на использовании аппаратуры спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS, стала государственно регулируемой. Так, в вышедшем в 2008 году постановлении правительства РФ N641 были определены виды транспортных средств, подлежащих обязательному оснащению аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS.

Впоследствии обязательность оснащения транспортных средств аппаратурой ГЛОНАСС при осуществлении перевозок пассажиров, специальных и опасных грузов де-юре была закреплена Федеральным законом «О навигационной деятельности» .

Требования обязательного оснащения транспортных средств аппаратурой спутниковой навигации закреплено также в нормативных правовых актах о безопасности наземного (автомобильного и железнодорожного) и морского транспорта (технические регламенты — национальные и Таможенного союза), определяющих порядок выпуска в обращение транспортных средств различного назначения . Кроме того, они нашли отражение в нормативных правовых актах, устанавливающих требования к уже эксплуатируемым транспортным средствам . При этом в Техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» , помимо норм оснащенности транспортных средств спутниковой навигационной аппаратурой различного назначения, установлены и основные требования к самой аппаратуре.

Указанные нормы и требования предусматриваются и в национальном техническом регламенте , проект постановления правительства РФ о внесении изменений в который проходит установленные процедуры согласования с заинтересованными федеральными органами исполнительной власти . В более развернутом виде требования к аппаратуре спутниковой навигации отражены в приказе Минтранса России от 31 июля 2012 года № 285 .

Обязательность применения аппаратуры ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS при осуществлении соответствующих видов транспортной деятельности, включая наличие обязательных требований к самой аппаратуре, поставили в разряд весьма актуальных проблему установления форм оценки ее соответствия установленным требованиям. Однако решение этой проблемы зачастую бывает сопряжено с определенными трудностями.

Одной из функциональных характеристик аппаратуры спутниковой навигации является точность определения координат местоположения и скорости движения объекта навигации, на котором она установлена. Исходя из этого, все сложности рассматриваемой проблемы в отечественной практике применения навигационной аппаратуры традиционно состояли в корректном решении вопроса: в какой степени к этой аппаратуре при оценке ее соответствия установленным требованиям применимы положения и нормы национального законодательства об обеспечении единства измерений . Проще говоря, относить ли эту аппаратуру к классу технических устройств, являющихся средствами измерений, или нет?

Вопрос не праздный. Положительный ответ на него подразумевает довольно существенные последствия в тех случаях, когда или измерения, проводимые с использованием такой аппаратуры, или сама аппаратура как средство измерений окажутся в сфере госрегулирования обеспечения единства измерений. Критерии соответствия установлены в ст. 1 (части 3-6) Федерального закона от 26 июня 2008 года «Об обеспечении единства измерений» № 102-ФЗ (далее — Федеральный закон №102-ФЗ) .

На первый взгляд, вывод о том, что аппаратура спутниковой навигации однозначно является средством измерений, представляется вполне очевидным. Первый аргумент — сугубо формальный. Он заключается в обращении к положениям национального стандарта ГОСТ Р 52928-2010 . Согласно пункту 10 указанного стандарта «навигационная аппаратура потребителя — аппаратура, предназначенная для измерения параметров навигационных сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) и выделения навигационных сообщений с целью определения пространственных координат, составляющих вектора скорости движения, поправки… показаний часов потребителя и скорости изменения этой поправки». А в соответствии с пунктом 21 ст. 2 Федерального закона №102-ФЗ средством измерений является техническое средство, предназначенное для измерений.

В большинстве случаев, по мнению сторонников рассматриваемой точки зрения, обращение к положениям, отраженным в нормативной связке «ГОСТ Р 52928 (п. 10) — Федеральный закон №102-ФЗ (п. 21 ст. 2)», является весьма убедительным аргументом, чтобы считать аппаратуру спутниковой навигации средством измерений. Тем не менее, они зачастую апеллируют еще и к приказу министра промышленности и торговли РФ от 15 февраля 2010 года №122, утвердившему Административный регламент исполнения Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии государственной функции по отнесению технических средств к средствам измерений . В статье 17 регламента изложены критерии определения средств измерений. Согласно им, любое техническое средство относится к средствам измерений при одновременном выполнении двух условий: техническое средство должно быть предназначено для выполнения измерений; измерения, которые выполняются техническим средством, характеризуются или могут быть охарактеризованы показателями точности измерений.

Так как основной функциональной характеристикой аппаратуры спутниковой навигации является точность определения пространственных координат объекта, на котором она установлена, и составляющих вектора скорости его движения, то указанная аппаратура уж точно должна относиться к средствам измерений. А если это так, то аппаратура спутниковой навигации подпадает под сферу действия законодательства об обеспечении единства измерений . Согласно нормам указанного законодательства, аппаратура спутниковой навигации может быть допущена к применению, только пройдя испытания в целях утверждения типа и будучи поверенной (в объеме первичной поверки — после выпуска из производства или после ремонта; в объеме периодической поверки — в процессе текущей эксплуатации). Указанные нормы отражены в ч. 1 ст. 5 и ч. 1 ст. 9 Федерального закона №102-ФЗ.

Однако следует учитывать, что требование об обязательной периодической поверке аппаратуры спутниковой навигации в процессе эксплуатации транспортного средства в подавляющем большинстве случаев не реализуемо как с организационной, так и с технической точек зрения.

В рамках рассматриваемой проблемы существует и иной взгляд.. Во-первых, о чем практически всегда «забывают» сторонники рассмотренной выше точки зрения, не всякое техническое устройство, наделенное способностью измерять, однозначно относится к средствам измерений. В рамках законодательства об обеспечении единства измерений существует также класс технических систем и устройств с измерительными функциями (п. 23 ст. 2 Федерального закона №102-ФЗ).

Во-вторых, внимательный анализ понятия «средство измерений», приведенного в Федеральном законе №102-ФЗ (п. 21 ст. 2), а также указанных критериев отнесения технических устройств к средствам измерений (ст. 17) , показывает, что техническое устройство с «измерительными способностями» является средством измерений, если измерения являются основным его предназначением. В указанных правовых актах используются подтверждающие этот факт синтаксические конструкции вида «предназначено», «должно быть предназначено», а не «способное измерять» или «позволяющее проводить измерения». С учетом этого, применительно к рассматриваемому функциональному классу технических устройств, к средствам измерений скорее можно отнести навигационный модуль (навигационный приемник), являющийся неотъемлемой составной частью аппаратуры спутниковой навигации, чем аппаратуру в целом.

Современная аппаратура спутниковой навигации, предназначенная для оснащения транспортных средств, по сути, является многофункциональным устройством. Подтверждением этому, в частности, может служить определение аппаратуры спутниковой навигации, приведенное в техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» (ТР ТС 018/2011), утвержденном решением комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 года №877 (с учетом изменений, внесенных решением Совета Евразийской экономической комиссии от 30 января 2013 года № 6) :
«аппаратура спутниковой навигации» — аппаратно-программное устройство, устанавливаемое на транспортное средство для определения его текущего местоположения, направления и скорости движения по сигналам не менее двух действующих глобальных навигационных спутниковых систем, обмена данными с дополнительным бортовым оборудованием, а также для обмена информацией по сетям подвижной радиотелефонной связи».

Именно навигационный модуль, входящий в состав аппаратуры спутниковой навигации, фактически полностью определяет как «навигационные» функциональные свойства аппаратуры, так и ее точностные (метрологические) характеристики при определении координатно-временных параметров объекта навигации. При этом под навигационным модулем понимается не только навигационный приемник в виде «чипа», но и вся необходимая для его функционирования технологическая «обвязка», включая антенну ГНСС.

Кстати, определение термина «навигационная аппаратура потребителей», приведенное в ГОСТ Р 52928-2010 , в большей степени применимо именно к навигационному модулю, а не к аппаратуре спутниковой навигации, исходя из ее реальных функциональных возможностей.

Кроме навигационного модуля в состав аппаратуры спутниковой навигации входит также модуль обмена данными с бортовыми датчиками, устройствами и системами, состав которых зависит как от вида транспортного средства, на котором установлена аппаратура, так и от функционального предназначения самой аппаратуры. Так, в состав бортовых систем/устройств вызова экстренных оперативных служб (терминалов системы экстренного реагирования при авариях «ЭРА-ГЛОНАСС»), которые можно считать своего рода разновидностью аппаратуры спутниковой навигации, входят модули определения момента и факта аварии транспортного средства.

Неотъемлемой составной частью аппаратуры спутниковой навигации любого назначения является модуль связи для обмена информацией с соответствующими навигационно-информационными центрами (центрами мониторинга, диспетчерскими пунктами и т.п.). На эти центры функционально замыкается «подключенная» к ним аппаратура спутниковой навигации, установленная на транспортных средствах соответствующих категорий.

Все вышеизложенное позволяет вполне обоснованно рассматривать аппаратуру спутниковой навигации в рамках законодательства об обеспечении единства измерений как техническое устройство/систему с измерительными функциями (п. 23 ст. 2 Федерального закона №102-ФЗ). А согласно ст. 10 указанного закона, «обязательные требования к техническим системам и устройствам с измерительными функциями, а также формы оценки их соответствия указанным требованиям устанавливаются законодательством РФ о техническом регулировании».

Именно эта точка зрения и нашла, в конечном итоге, отражение в техническом регламенте Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» (с учетом изменений, внесенных решением Совета Евразийской экономической комиссии от 30 января 2013 года №6) . В регламенте установлены обязательные требования к аппаратуре спутниковой навигации, включая требования к точности определения координат местоположения транспортного средства. Также установлено, что подтверждение соответствия установленным требованиям должно осуществляться в форме обязательной сертификации. Регламент вступает в действие с 1 января 2015 года.

Аналогичные нормы предусматриваются установить и в национальном техническом регламенте «О безопасности колесных транспортных средств», утвержденном постановлением правительства РФ от 10 сентября 2009 года №720.

Современная мировая правовая практика по вопросам допуска к применению и эксплуатации спутниковой навигационной аппаратуры, размещенной на транспортных средствах, закреплена в соответствующих международных правовых актах ведущих международных транспортных организаций, в том числе ИМО (Международная морская организация) и ИКАО (Международная организация гражданской авиации) . В их развитие приняты резолюции, директивы и международные стандарты, распространяющиеся соответственно на морские (речные) и воздушные транспортные средства. Все эти документы также не предусматривают отнесение навигационной аппаратуры, работающей по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS, к техническим средствам измерений.

Допуск указанной аппаратуры к применению осуществляется по результатам ее обязательной сертификации (включая обязательные сертификационные испытания). При этом периодическая поверка указанной аппаратуры спутниковой навигации в процессе эксплуатации не предусмотрена. Указанные положения отражены, в частности, для морской навигационной аппаратуры — в ГОСТ Р МЭК 61108-2-2010 «Морское навигационное оборудование и средства радиосвязи. Глобальные навигационные спутниковые системы. Часть 2. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Приемные устройства. Общие требования. Методы испытаний и требуемые результаты испытаний» и для авиационной навигационной аппаратуры — в квалификационных требованиях КТ-34-01 «Бортовое оборудование спутниковой навигации»,4-я редакция (утверждены Межгосударственным авиационным комитетом 23 марта 2011 года).

Более того, техническими регламентами о безопасности колесных транспортных средств Таможенного союза и Российской Федерации , а также Правилами ЕЭК ООН, конкретизирующими требования и устанавливающими методы испытаний компонентов и устройств автомобилей, являющихся средствами измерений, не предусматриваются испытания для утверждения их типа, а также их поверка в процессе эксплуатации транспортного средства (для спидометров — Правила ЕЭК ООН №39 ; для средств измерений давления, разрежения, расхода воздуха, концентрации газов и др., входящих в состав бортовых систем обеспечения экологической безопасности — Правила ЕЭК ООН №49 ).

Между тем, существует довольно значительный класс спутниковой навигационной аппаратуры, основное функциональное предназначение которой состоит именно в проведении измерений. Как правило, в этой аппаратуре используются навигационные модули, в которых реализованы специальные методы обработки навигационных сигналов. В них также применяются высокостабильные опорные генераторы с низким уровнем собственных шумов и иные программно-аппаратные решения, направленные как на повышение точности измерения параметров навигационных сигналов ГНСС (так называемые, «сырые» измерения), так и на повышение точности определения в конечном итоге координатно-временных параметров объекта.

К указанному классу относятся следующие виды спутниковой навигационной аппаратуры: приборы и оборудование, используемые при проведении геодезических и кадастровых работ; аппаратура, предназначенная для частотно-временной синхронизации процессов в системах различного назначения; аппаратура, входящая в состав опорных станций систем дифференциальной коррекции; аппаратура, используемая в качестве «эталонных навигационных приемников» при испытаниях на соответствие обязательным требованиям спутниковой навигационной аппаратуры или технических устройств и систем, имеющих функцию, связанную с определением координатно-временных параметров с использованием ГНСС; имитаторы сигналов ГНСС как генераторы сигналов специальной формы.

В связи с тем, что практически все эти средства измерений находятся в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений согласно критериям, изложенным в ст. 1 (части 3 — 6) Федерального закона №102-ФЗ, они подвергаются испытаниям в целях утверждения типа и подлежат поверке. Кроме того, согласно требованиям ст. 12 того же закона, сведения об утвержденных типах средств измерений вносятся в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений (Госреестр средств измерений).

В Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений также имеются сведения и об аппаратуре спутниковой навигации, предназначенной для оснащения колесных транспортных средств, прошедшей испытания для целей утверждения типа средств измерений (в настоящее время — порядка 10 типов ). Но этому факту есть объяснение.

Повторюсь, нормы обязательного оснащения соответствующих категорий транспортных средств аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS были установлены нормативными правовыми актами . Однако основания, обусловливающие необходимость обязательной оценки соответствия этой аппаратуры, установленные Федеральным законом от 27 декабря 2002 года №184-ФЗ «О техническом регулировании» (далее – Федеральный закон №184-ФЗ), фактически отсутствовали (см.пункт 1 статьи 23 и пункт 3 статьи 46 указанного закона). До последнего времени отсутствовали технические регламенты, в которых устанавливались бы обязательные требования к самой аппаратуре, включая и требования к ее точностным характеристикам. В единых перечнях продукции, подлежащей обязательной сертификации или декларированию соответствия, которые согласно Федеральному закону № 184-ФЗ (пункт 3 статьи 46) утверждаются и ежегодно уточняются правительством РФ, указанная аппаратура также отсутствовала .

По этим причинам отсутствовали и аккредитованные установленным порядком организации (органы по сертификации), уполномоченные на право выдачи сертификатов об обязательном подтверждении соответствия аппаратуры спутниковой навигации.

В сложившихся условиях единственным документом, имеющим статус «официального» и подтверждающим для заказчиков возможность работы аппаратуры спутниковой навигации по сигналам ГНСС ГЛОНАСС, а также точностные характеристики аппаратуры, было Свидетельство об утверждении типа средства измерений. Это и вынуждало изготовителей указанной аппаратуры подвергать ее испытаниям в целях утверждения типа. После чего этой аппаратуре «де-факто» присваивался статус «средства измерений». При этом следует учитывать, что при испытаниях аппаратуры спутниковой навигации в целях утверждения типа устанавливаются только точностные (метрологические) характеристики. Требования к остальным функциональным характеристикам и свойствам аппаратуры (электромагнитная совместимость, устойчивость к климатическим и механическим воздействиям, протоколы обмена данными и др.) в ходе указанных испытаний подтверждению не подлежат.

Однако, как уже отмечалось, техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств» установлено, что подтверждение соответствия аппаратуры спутниковой навигации, предназначенной для оснащения транспортных средств, должно осуществляться в форме обязательной сертификации. Определена и схема подтверждения соответствия (2с), описание которой приведено в приложении 19 к регламенту. Документом, подтверждающим соответствие аппаратуры всем установленным в регламенте требованиям, является сертификат обязательного подтверждения соответствия . И здесь хотелось бы подчеркнуть, что это именно сертификат соответствия, и даже не декларация о соответствии, и тем более, не свидетельство об утверждении типа.

Таким образом, все сложности, связанные с обоснованным установлением форм оценки соответствия аппаратуры спутниковой навигации в значительной степени обусловлены тем, что указанная аппаратура, в силу присущих этому классу технических устройств (систем) функциональных особенностей, находится в области действия двух важнейших сегментов национального законодательства – об обеспечении единства измерений и о техническом регулировании. Каждое из законодательств имеет присущие ему цели и области действия, понятийный аппарат, и, что самое существенное, свои формы оценки соответствия установленным требованиям технических средств и устройств, находящихся в сфере действия каждого из них.

Неискушенным в тонкостях указанных законодательств изготовителям и потребителям (заказчикам) аппаратуры спутниковой навигации подчас довольно сложно разобраться, какой документ, имеющий юридическую силу, должен подтверждать факт того, что эта аппаратура соответствует установленным обязательным требованиям и кто полномочен выдавать такие документы. Поэтому всякого рода рекомендации и разъяснения по рассматриваемой проблеме в максимальной степени должны опираться на действующие нормативные правовые акты в данной области, включая и установленную терминологию. При этом в первую очередь должно приниматься во внимание функциональное предназначения спутниковой навигационной аппаратуры.

Гладких Виктор Михайлович, заместитель по техническому регулированию руководителя Комплекса по реализации государственной политики в сфере навигационной деятельности НП «ГЛОНАСС», к.т.н., заслуженный метролог РФ

ЛИТЕРАТУРА

1. Постановление правительства РФ от 25 августа 2008 года №641 «Об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS».
2. Федеральный закон от 14 февраля 2009 года №22-ФЗ «О навигационной деятельности».
3. Технический регламент «О безопасности колесных транспортных средств» (утвержден постановлением правительства РФ от 10 сентября 2009 года №720).
4. Технический регламент «О безопасности железнодорожного подвижного состава» (утвержден постановлением правительства РФ от 15 июля 2010 года №524).
5. Технический регламент «О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта» (утвержден постановлением правительства РФ от 15 июля 2010 года №533).
6. Технический регламент «О безопасности объектов внутреннего водного транспорта» (утвержден постановлением правительства РФ от 12 августа 2010 года №623).
7. Технический регламент «О безопасности объектов морского транспорта» (утвержден постановлением правительства РФ от 12 августа 2010 года №620).
8. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств», ТР ТС 018/2011.
9. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта»ТР ТС 002/2011 (утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 15 июля 2011 года №710).
10. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности железнодорожного подвижного состава»ТР ТС 001/2011 (утвержден комиссией Таможенного союза от 15 июля 2011 года № 710).
11. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности маломерных судов» ТР ТС 026/2012 (принят Советом Евразийской экономической комиссии от 15 июня 2012 года №33).
12. «Положение о лицензировании перевозок пассажиров автомобильным транспортом, оборудованным для перевозок более 8 человек (за исключением случая, если указанная деятельность осуществляется по заказам либо для собственных нужд юридического лица или индивидуального предпринимателя» (утверждено постановлением правительства РФ от 2 апреля 2012 года №280).
13. «Порядок оснащения транспортных средств, находящихся в эксплуатации, включая специальные транспортные средства, категории M, используемых для коммерческих перевозок пассажиров, и категории N, используемых для перевозки опасных грузов, аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS» (утвержден приказом министерства транспорта РФ, приказ от 26 января 2012 года №20).
14. Приказ Минтранса России от 31 июля 2012 года №285 «Об утверждении требований к средствам навигации, функционирующим с использованием навигационных сигналов системы ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS и предназначенным для обязательного оснащения транспортных средств категории M, используемых для коммерческих перевозок пассажиров, и категории N, используемых для перевозки опасных грузов».
15. ГОСТ Р 52928-2010 «Глобальная навигационная спутниковая система. Навигационная аппаратура потребителей. Термины и определения».
16. Федеральный закон от 26 июня 2008 года №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».
17. Приказ Минпромторга России от 15 февраля 2010 года №122 «Об утверждении Административного регламента исполнения Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии государственной функции по отнесению технических средств к средствам измерений».
18. Правила ЕЭК ООН №39 «Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении механизма для измерения скорости, включая его установку».
19. Правила ЕЭК ООН №49 «О принятии единообразных технических предписаний для колесных транспортных средств, предметов оборудования и частей, которые могут быть установлены и/или использованы на колесных транспортных средствах, и об условиях взаимного признания официальных утверждений, выдаваемых на основе этих предписаний».
20. Международная конвенция по охране человеческой жизни на море 1974 года – СОЛАС-74 (текст, измененный протоколом 1988 года), глава 5 «Безопасность мореплавания».
21. Конвенция о международной гражданской авиации (Приложение 10 «Авиационная электросвязь», том 1 «Радионавигационные средства»).
22. Официальный сайт Минпромторга России (http://www.minpromtorg.gov.ru/docs/projects/788).
23. Официальный сайт Росстандарта, (http://www.fundmetrology.ru/10_tipy_si/list.aspx).
24. Постановление Правительства РФ от 1 декабря 2009 года №982 «Об утверждении единого перечня продукции, подлежащей обязательной сертификации, и единого перечня продукции, подтверждение соответствия которой осуществляется в форме принятия декларации о соответствии».
25. Решение Коллегии Евразийской экономической комиссии от 25 декабря 2012 года № 293 «О единых формах сертификата соответствия и декларации о соответствии техническим регламентам Таможенного союза и правила их оформления».

Статья из журнала «Вестник ГЛОНАСС» № 2(12) 2013

Перепечатка в полном или частичном виде возможна с обязательной активной ссылкой на источник vestnik-glonass.ru

Космическая навигация

Смотреть что такое «Космическая навигация» в других словарях:

  • КОСМИЧЕСКАЯ НАВИГАЦИЯ — управление движением космического аппарата, определение его местоположения и прогнозирование его движения … Большая политехническая энциклопедия

  • космическая навигация — kosminė navigacija statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. space navigation vok. Weltraumnavigation, f rus. космическая навигация, f pranc. navigation cosmique, f … Radioelektronikos terminų žodynas

  • Космическая навигация — в широком смысле управление движением космического летательного аппарата; в более узком значении навигационная задача заключается в определении местоположения космического аппарата, прогнозировании его движения как материальной точки.… … Большая советская энциклопедия

  • НАВИГАЦИЯ — (лат. navigatio от navigo плыву на судне), 1) наука о способах выбора пути и методах вождения судов, летательных аппаратов (воздушная навигация, аэронавигация) и космических аппаратов (космическая навигация). Задачи навигации: нахождение… … Большой Энциклопедический словарь

  • навигация — и; ж. 1. Судоходство, мореплавание. Из за обмеления реки н. невозможна. 2. Такое время в году, когда по местным климатическим условиям возможно судоходство. Открытие навигации. Суда в порту ждали начала… … Энциклопедический словарь

  • Навигация — В Викисловаре есть статья «навигация» Навигация (лат. navigatio, от лат. navigo плыву на судне): Мореплавание, судоходство Период времени в году, когда по местным климатическим условиям возможно су … Википедия

  • НАВИГАЦИЯ — (лат. navigatio, от navis корабль) 1) мореплавание. 2) наука об управлении кораблем. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. НАВИГАЦИЯ 1) искусство управления кораблем в открыт. море; 2) время года, в… … Словарь иностранных слов русского языка

  • Космическая индустрия России — Космическая отрасль России это около 100 компаний, в которых занято 250000 человек. Большинство компаний российской космической отрасли являются потомками советской государственной космической индустрии, занимавшейся разработкой и… … Википедия

  • НАВИГАЦИЯ — НАВИГАЦИЯ, и, жен. 1. Наука о вождении судов и летательных аппаратов. Школа навигации. Воздушная н. Межпланетная (космическая) н. 2. Время, в течение к рого возможно судоходство, а также само судоходство. Начало, конец навигации. Н. открыта. |… … Толковый словарь Ожегова

  • НАВИГАЦИЯ — (1) раздел науки и практические методы определения координат, направления и расстояния при управлении движением судов в океанах, морях, по рекам (морская и речная H.), летательных аппаратов в воздушном пространстве (аэронавигация) и траектории… … Большая политехническая энциклопедия

NASA разработало метод навигации в космосе при помощи пульсаров

NASA объявило о том, что разработало и протестировало на Международной космической станции систему навигации в космосе, которая проводит позиционирование, основываясь на электромагнитном излучении нейтронных звезд, пульсаров.

Пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звезды, с наклоненным к оси вращения магнитным полем, что и вызывает пульсирующее излучение, которое можно зафиксировать на Земле и в любой другой части космоса.

Схематическое изображение пульсара. Сфера в центре изображения — нейтронная звезда, кривые линии обозначают линии магнитного поля пульсара, голубые конусы — потоки излучения пульсара

Тестирование нового навигационного прибора

Принцип работы этой системы можно грубо сравнить с GPS, где роль спутников играют пульсары.

NASA провела тесты еще в ноябре прошлого года и довела, что пульсары могут работать как спутники системы космического позиционирования. На МКС установили прибор Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), размером с холодильник.

Он смог определить свое месторасположение, ориентируясь на 5 пульсаров. Точность прибора составила 5 километров, что неплохо, учитывая, что МКС двигалась со скоростью 27 тыс. километров в час.

Недостатки актуальной системы навигации в космосе

Сегодняшние космические миссии используют глобальную систему радиоантенн, называемую Deep Space Network. Ее принцип схож с эхолокацией. Измеряется время отбитого радиосигнала, благодаря чему можно определить местонахождение объекта относительно точки на Земле.

Но у DSN есть некоторые ограничения. Чем дальше находится космический корабль, тем менее надежными становятся измерения. Она хорошо подходит для околоземных миссий, но точность на дальних расстояниях недостаточная. Плюс, сеть можно перегрузить большим количеством сигналов.

Перспективы, открывающиеся благодаря пульсарной навигации

Пульсарная навигация предназначена для устранения недостатков DSN. И главное, космический корабль может определить свое положение в пространстве независимо от инфраструктуры на Земле, а также выполнять маневры за Солнцем, через которое не проходят радиосигналы (напрямую).

Это означает, что корабли могут совершать автономные миссии за пределами Солнечной системы, рассчитывая свои маневры самостоятельно, например, при помощи искусственно интеллекта. Им не нужно будет ждать инструкций с Земли.

Предполагается, что эта система поможет в путешествии космического корабляSLS, который возможно станет самым мощным в истории космических полетов и сумеет добраться до дальних уголков Солнечной системы.

Также в системе навигации по пульсарам заинтересована и частная компания SpaceX. Но нужно будет еще уменьшить массу и размер системы NICER. Перевозить лишнюю стиральную машину в космосе на кораблях с очень ограниченным внутренним пространством пока слишком дорого.

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

В 1976 году вышло постановление правительства СССР о ее разработке.

На основе проведенных многосторонних исследований отечественными специалистами была выбрана штатная орбитальная группировка из 24 спутников, находящихся на средневысотных околокруговых орбитах с номинальными значениями высоты — 19100 километров.

Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты 12 октября 1982 года с запуском первого космического аппарата серии «Глонасс» («Космос-1413»). 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию в интересах министерства обороны РФ с орбитальной группировкой ограниченного состава из 12 спутников. В декабре 1995 года орбитальная группировка была развернута до штатного состава (24 спутника), который необходим для полного охвата территории всего земного шара.

Сокращение финансирования космической отрасли в 1990-х годах привело к деградации орбитальной группировки ГЛОНАСС. К 2002 году она насчитывала только семь космических аппаратов, что не могло обеспечить территорию России навигационными сигналами системы ГЛОНАСС хотя бы с умеренной доступностью. Точностные характеристики уступали более чем на порядок американской системе навигации GPS.

В целях сохранения и развития системы президентом и правительством РФ был утвержден ряд директивных документов, основным из которых являлась федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» на период 2002-2012 годы.

В результате ее реализации орбитальная группировка была полностью восстановлена. С 2012 года система развивается в рамках новой федеральной целевой программы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы» для обеспечения эффективности решения задач координатно-временного и навигационного обеспечения в интересах обороны, безопасности и развития социально-экономической сферы страны в ближайшей и отдаленной перспективе.

Система ГЛОНАСС состоит из подсистемы космических аппаратов, подсистемы контроля и управления и навигационной аппаратуры потребителей.

Основой системы ГЛОНАСС являются 24 спутника, которые движутся в трех орбитальных плоскостях по восемь аппаратов в каждой плоскости, наклоненных к экватору под углом 64,8°, с высотой орбит 19100 километров и периодом обращения 11 часов 15 минут 44 секунды. Выбранная структура орбитальной группировки обеспечивает движение всех космических аппаратов по единой трассе на поверхности Земли с ее повторяемостью через восемь суток. Такие характеристики обеспечивают высокую устойчивость орбитальной группировки системы ГЛОНАСС, что практически позволяет обходиться без коррекции орбит космических аппаратов в течение всего срока их активного существования.

По состоянию на 10 октября 2017 года в составе орбитальной группировки ГЛОНАСС находилось 25 космических аппаратов, из них 23 использовались по целевому назначению.

Космические спутники для ГЛОНАСС были спроектированы в конструкторском бюро НПО прикладной механики (ныне — АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева») в городе Красноярск-26 (Железногорск).

С 1982 года по 2009 год в эксплуатации находились космические аппараты «Глонасс», со сроком активного гарантийного существования три года. В настоящее время основу орбитальной группировки составляют спутники модифицированной серии «Глонасс-М», первый из которых был запущен в декабре 2003 года. От спутников первого поколения они отличаются гарантийным сроком активного существования (семь лет) и использованием импортных комплектующих. Планируется замена «Глонасс-М» космическими аппаратами нового поколения «Глонасс-К» со сроком активного существования до 10 лет. Первый космический аппарат этого типа был выведен на орбиту в 2011 году, второй — 2014 году.

В настоящее время в АО «ИСС» также ведется создание усовершенствованных навигационных спутников — «Глонасс-К» второго этапа.

Подсистема контроля и управления (ПКУ) состоит из Центра управления системой ГЛОНАСС и сети станций измерения, управления и контроля, рассредоточенной по всей территории России. В задачи ПКУ входит контроль правильности функционирования космических аппаратов, непрерывное уточнение параметров орбит и выдача на спутники временных программ, команд управления и навигационной информации.

Навигационная аппаратура потребителей состоит из навигационных приемников и устройств обработки, предназначенных для приема навигационных сигналов спутников ГЛОНАСС и вычисления собственных координат, скорости и времени. Навигационной аппаратурой потребителей системы ГЛОНАСС выполняются беззапросные измерения до четырех спутников ГЛОНАСС, а также прием и обработка навигационных сообщений. В навигационном сообщении описывается положение спутника в пространстве и времени. В результате обработки полученных измерений и принятых навигационных сообщений определяются три координаты потребителя, три составляющие вектора скорости его движения, а также осуществляется «привязка» шкалы времени потребителя к шкале Госэталона координированного всемирного времени UTC (SU).

Система ГЛОНАСС позволяет обеспечить непрерывную глобальную навигацию всех типов потребителей с различным уровнем требований к качеству навигационного обеспечения путем использования сигналов стандартной (L1) и высокой точности (L2) с вероятностью 0,95 при 18 спутниках и 0,997 при 24 спутниках в группировке. Она отнесена к космической технике двойного назначения.

В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Государственная корпорация «Роскосмос» и министерства и ведомства России: Минобороны, МВД, Ростехнадзор, Минтранс, Росреестр, Минпромторг, Росстандарт, Росавиация, Росморречфлот, Федеральное агентство научных организаций (ФАНО).

Летом 2017 года руководитель Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Алексей Абрамов заявил, что российские ученые работают над увеличением точности навигаторов ГЛОНАСС до нескольких сантиметров. По его словам, пока достигнут метровый диапазон (при благоприятных условиях можно определять место нахождения того или иного объекта с точностью до 3-5 метров).

В сентябре 2017 года вице-премьер Дмитрий Рогозин отметил, что российская система ГЛОНАСС в два раза уступает американской GPS. Президент РФ Владимир Путин на заседании комиссии военно-промышленного комплекса поставил задачу сравнять эффективность GPS и ГЛОНАСС и к 2020 году выйти на конкурентные показатели. По словам Рогозина, это удастся сделать, благодаря запуску новых аппаратов.

В соответствии с указом президента РФ доступ к гражданским навигационным сигналам системы ГЛОНАСС предоставляется как российским, так и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.

С 1996 года по предложению правительства РФ ГЛОНАСС наряду с американской GPS используется Международной морской организацией и Международной организацией гражданской авиации.

Современные средства спутниковой навигации уже сейчас широко используются в различных областях социально-экономической сферы и позволяют выполнять навигацию наземных, воздушных, морских, речных и космических средств, управление транспортными потоками на всех видах транспорта, контроль перевозок ценных и опасных грузов, контроль рыболовства в территориальных водах, поисково-спасательные операции, мониторинг окружающей среды; геодезическую съемку и определение местоположения географических объектов с сантиметровой точностью при прокладке нефте- и газопроводов, линий электропередач, в строительстве; синхронизацию в системах связи, телекоммуникаций и электроэнергетике; решение фундаментальных геофизических задач; персональную навигацию индивидуальных потребителей.

Спутниковая навигация уже применяется и в сельском хозяйстве, где используется для автоматической обработки земельных угодий комбайнами, и в горнодобывающей промышленности. Круг применения технологий спутниковой навигации постоянно расширяется.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

Сколько спутниковых систем вращается вокруг Земли

Большинство навигационных спутниковых систем появилось в ответ на запросы военных и долгое время ограничивалось GPS и ГЛОНАСС. Однако после того, как стало понятно, что данные со спутников можно эффективно использовать в мирных целях, число систем принялось планомерно расти. Мы изучили наиболее значимые из существующих сегодня НСС.

GPS — начало глобальной навигации

Действующих спутников: 31
Всего спутников на орбите: 32
Средняя высота от Земли: 22180
Время полного оборота вокруг Земли: 11 ч 58 мин
Американская система появилась в 1974 году и сразу произвела фурор своей эффективностью. Правительству США пришлось даже искусственно понижать точность определения координат, чтобы сохранить преимущества для своих военных. От собственноручно созданных трудностей избавились только в 2000 году — после указа Билла Клинтона. Первоначально архитектура GPS подразумевала использование 24 спутников, однако для большей надежности на орбите находится сразу 32 слота, постоянно из которых используется 31. Каждый спутник огибает Землю дважды в день и управляется с военной базы Шривер радиосигналами частотой в 2000-4000 МГц. GPS была и остается бесспорным лидером среди подобных систем и найти НСС-устройство без чипа с поддержкой GPS довольно трудно — как минимум в западном полушарии. Несмотря на свою явную успешность, GPS не стоит на месте. Уже в 2017 году будет запущен аппарат третьего поколения, чья главная особенность — способность передавать гражданские сигналы нового типа: L2C, L1C и L5. Известно, что сейчас GPS-сигнал нередко теряется среди городских небоскребов. Запуск нового аппарата решает эту проблему и имеет важное значениедля интеграции с другими системами, так как сигнал L2C универсален и может работать не только с GPS.

«Русская ракета» ГЛОНАСС

Действующих спутников: 24
Всего спутников на орбите: 24
Средняя высота: 19400 км
Время полного оборота вокруг Земли: 11 ч 15 мин
О влиянии холодной войны на технический прогресс в США и СССР слышали все. Поэтому запуск советскими учеными собственного проекта в ответ на появление GPS — шаг логичный и ожидаемый. Несмотря на то, что работы над проектом ГЛОНАСС начались еще в 1976 году, а на развертывание программы было потрачено 2,5 миллиарда долларов, официальный запуск системы произошел лишь в 1993 году. Девяностые выдались для отечественной науки не самыми безоблачными, финансирование было урезано, потому догнать и обогнать американского брата нам не удалось. Однако само появление второй системы создало необходимую для развития конкуренцию, что наилучшим образом повлияло всю отрасль в целом. В 2018 году в космос планируется запустить спутники системы ГЛОНАСС-К2, так же способные передавать сигналы в диапазонах L1 и L2.

Европейская система Galileo

Действующих спутников: 10
Всего спутников на орбите: 30 (в планах)
Средняя высота: 23222 км
Время полного оборота вокруг Земли: 14 ч 4 мин
Первая из неглобальных навигационных систем была создана Европейским космическим агентством в рамках проекта Транс-Евразийской сети. Она финансируется правительствами стран ЕС (и примкнувших к ним Китая, Израиля, Южной Кореи), хотя многие из них имеют и собственные космические программы. Сейчас на орбите находится 10 спутников и к 2020 году это число планируется утроить. Только на запуск первых двух спутников Евросоюз потратил более 1,5 миллиардов долларов. Первый спутник был запущен с Байконура всего лишь в 2005 году, а всего месяц назад на орбиту вывели 9 и 10 спутники.
Очевидно, что за десять лет невозможно создать сколько-нибудь конкурентоспособную систему, но у Galileo уже появились первые успехи. Например, ей удалось самостоятельно обнаружить местоположение тестового самолета во время испытаний в 2013 году. В то же время Galileo «дышит в унисон» с GPS. Его архитектура позволяет улавливать сигналы от американской инфраструктуры и использовать его для собственной навигации. В ближайшее время европейцы намерены увеличить точность своей системы до невероятных 10 сантиметров во время работы в специальном режиме.

Самая быстрорастущая система Beidou

Действующих спутников: 20
Всего спутников на орбите: 35 (в планах)
Средняя высота: от 21500 до 36000 км
Время полного оборота вокруг Земли: 12 ч 38 мин
Эта *пока еще* локальная система навигации была запущена в октябре 2000 года в Китае и стала самым стремительно развивающимся проектом отрасли. Планируется, что к 2020 году Бэйдоу получит 5 спутников на геостационарной и 30 на среднеземной орибитах, что даст ей право именоваться глобальной системой навигации. В отличие от европейской, нацеленной на сотрудничество с американцами, китайская система активно дружит с российской ГЛОНАСС. В мае этого года президенты стран договорились о взаимной эксплуатации двух систем.
Дмитрий Рогозин, куратор космической программы РФ:
— Если, скажем, GPS и Galileo выступает здесь как некая пара навигационных систем, охватывающих страны — члены НАТО, то мы видим возможность активной кооперации российско-китайских навигационных систем. Тем более что Китай уже сейчас вышел на второе место в мире по обладанию орбитальной группировкой.

Мобильные японцы QZSS

Действующих спутников: 1
Всего спутников на орбите: 4 (в планах)
Средняя высота: от 32 000 до 42 164 км
Время полного оборота вокруг Земли: 23 ч 56 мин
Интересный проект представляет японское агентство аэрокосмических исследований JAXA. Он предполагает запуск на геосинхронную орбиту системы из четырех спутников, рассчитанных на работу в азиатском регионе. Первый из них запущен в космос в 2010 году, а завершить работу планируется к концу 2017. Главная особенность проекта — сосредоточенность на поддержке мобильных приложений, что для Японии с ее крупнейшим в мире мобильным рынком, выглядит как само собой разумеющийся факт. Навигационная система сосредоточена прежде всего на улучшении качества мобильной картографии, платного медиа-контента, информации о достопримечательностях для туристов и системы мониторинга общественного транспорта.

Индийский домосед IRNSS

Действующих спутников: 4
Всего спутников на орбите: 7 (в планах)
Средняя высота: 36 000 км
Время полного оборота вокруг Земли: 23 ч 56 мин
Удовлетворение потребностей более чем миллиарда индийцев — более чем амбициозная задача, поэтому индийская система в ближайшее время на мировое господство не претендует. Четыре из семи разработанных спутника уже вращаются вокруг Земли, чтобы обеспечить жителей страны всеми благами навигации. Сегодня IRNSS используется в наземной, воздушной и морской навигации, сервисе точного времени, управлении ликвидациями последствий катастроф, картографии и геодезии, логистике, мониторинге автотранспорта, туризме. И, конечно, активно интегрируется с мобильными телефонами — куда без них теперь.

Вместо итога еще раз обозначим основные тренды спутниковой навигации:

  • Универсальность и интеграция. Все системы в большей или меньшей степени движутся к использованию сигналов одного и того же типа и взаимодействию друг с другом.
  • Консолидация. Политическая обстановка и военный бэкграунд дают о себе знать. Если формально «холодная война» осталась далеко в прошлом, то фактически мы сами видим четкое разделение космических программ на «наших» и «чужих».
  • Курс на мобильные технологии. Ориентация на поддержку мобильных приложений — самый свежий и самый перспективный на наш взгляд тренд, за развитием которого будем пристально наблюдать в дальнейшем. И, наверное, не раз к нему вернемся.