Внедрение

Европейские планы по созданию низкоорбитальных навигационных спутников

1 Ноября 2022
Европейские планы по созданию низкоорбитальных навигационных спутников

Навигационное управление ЕКА планирует демонстрацию на орбите навигационных спутников, которые будут находиться на орбите всего в 222 километрах от Земли, дополняя 23 европейских спутника Galileo. Эти спутники, так называемые «LEO-PNT», будут использовать многоуровневый подход «satnav system-of-systems» для предоставления бесшовных услуг позиционирования, навигации и синхронизации, более точных, надёжных и доступных.

Глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) уже преобразили общество, и благодаря абсолютной вездесущности их влияние продолжает расти. В 2021 году число приёмников спутниковой навигации достигло 6,5 миллиардов, и, по прогнозам, в ближайшие годы ежегодный рост сектора будет составлять 10%. Но во многих отношениях стандартный подход ГНСС приближается к пределам оптимальной производительности – чтобы добиться большего улучшения, необходимы дополнительные ингредиенты.

В последние годы спутниковая навигация позволила использовать широкий спектр приложений, но сам этот успех вдохновляет ещё более требовательных пользователей на десятилетие вперёд. Для таких случаев использования, как автономные транспортные средства, корабли или беспилотные летательные аппараты, робототехника, умные города или промышленный Интернет вещей, управляющий заводскими системами, требования к позиционированию растут от текущего метрового масштаба до сантиметрового или даже более точного, основанного на постоянно надёжных сигналах, которые доступны в любом месте и способны преодолевать помехи или глушение. До сих пор классическое решение ГНСС, такое как Galileo, расположенное на средней околоземной орбите и основанное на сигналах L-диапазона, было тем, на что мы полагались для нашего позиционирования. Стандартная ГНСС, считают европейские специалисты, сама по себе не сможет удовлетворить все эти будущие требования пользователей. Вместо этого Европе необходимо воспользоваться возможностью изучить потенциал созвездий на низкой околоземной орбите (LEO), которые уже представлены на мировом рынке, чтобы обеспечить виды услуг PNT.

В силу физики, при меньшем расстоянии, которое нужно преодолеть до Земли, сигналы от этих спутников LEO-PNT могут быть более мощными, способными преодолевать помехи и достигать мест, куда не могут добраться современные сигналы спутниковой навигации.

А благодаря внедрению методов навигации и более широкому диапазону полос сигнала, спутники могут удовлетворять особые потребности пользователей: например, на более низких орбитах сами спутники движутся быстрее относительно поверхности Земли – вспомните Международную космическую станцию на 400 км, которая обращается вокруг Земли каждые 90 минут, – что даёт возможное преимущество во времени, необходимое для достижения очень точных позиций. Кроме того, некоторые полосы могут обеспечить большее проникновение в сложных условиях, в то время как другие полосы могут обеспечить более высокую надёжность и точность.

Цель плана ЕКА по проведению демонстрации на орбите низкоорбитальных спутников спутниковой навигации состоит именно в том, чтобы объединить типы сигналов, обеспечивающие технологии и их потенциал для будущих сервисов.

План состоит в том, чтобы построить и запустить первоначальную мини-группировку, состоящую, по меньшей мере, из полудюжины спутников, для тестирования возможностей и ключевых технологий, а также для демонстрации сигналов и частотных диапазонов для использования последующей оперативной группировкой, таким же образом, как европейские испытательные спутники GIOVE проложили путь для Galileo. Успех поставит европейскую промышленность в выгодное положение для последующих коммерческих начинаний, а также для запланированных институциональных программ.

Каждый отдельный спутник будет сравнительно небольшим, массой менее 70 кг, по сравнению с текущим эксплуатационным спутником Galileo весом 700 кг. Они могут быть сравнительно более оптимизированными, потому что могут воспользоваться другими средствами для вычисления точного времени без чрезвычайно точных атомных часов на борту, включая ретранслируемые сигналы со спутников Galileo над ними. Эти спутники также будут создаваться на основе быстрого серийного производства для экономии времени и затрат – мы планируем максимум три года с момента подписания контрактов до вывода первых спутников на орбиту, что соответствует срокам, достигнутым GIOVE-A в начале 2000-х годов.

Цель ЕКА – обеспечение того, чтобы Европа поддерживала космическую индустрию мирового класса, а навигация сегодня является крупнейшим космическим сектором, который ежегодно оценивается примерно в €150 млрд и растёт со скоростью 10% в год.

Оперативная версия созвездия LEO-PNT будет представлять собой уровень доставки PNT в сочетании с традиционными ГНСС, а также позиционированием на основе 5G/6G на Земле, и объединена с данными от датчиков в пользовательских терминалах.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал

По материалам ESA

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~3TQdX
28.03.2024
Без отработки высоких технологий, применяемых и в наши дни, не было бы важных открытий, раздвигающих горизонты наших знаний о Вселенной, таких, например, как открытие и изучение «чёрных дыр» и планетарных систем других звёзд. Для этих наблюдений нужны точные и чувствительные инструменты, в том числе внеатмосферные комплексные обсерватории. Такими выдающимися приборами являются современные телескопы и американской, и российской программ. Такие изделия, как «Великие обсерватории» НАСА, а также российские КА серии «Спектр», обладают точностями и чувствительностями, превышающими все предыдущие проекты на несколько порядков.
27.03.2024
Население Земли растёт невиданными темпами. Вместе с тем меняется и степень урбанизации населения – понятно, в какую сторону. Люди во всём мире непрерывно переезжают из сельских районов в поисках работы, возможностей улучшения условий жизни и ради лучшего будущего для своих детей (в среднем 180 000 ежедневно). Мы ступили на некий рубеж, который вот-вот перейдём и пойдём дальше – впервые в истории большая часть мирового народонаселения проживает в городах.
26.03.2024
В 1957 году советский космический аппарат «Спутник-2» впервые в истории человечества вывел на орбиту астрономические приборы для наблюдения за Вселенной. Идею наблюдать космос с помощью космических обсерваторий полтора века тому назад предложил К.Э. Циолковский. Размещение телескопов вне пределов земной атмосферы дало бы возможность избавиться от искажений, связанных с распространением излучений в воздушных слоях и радиационных поясах нашей планеты.
25.03.2024
По мнению Олега Слепца, эксперта Ассоциации «ГЛОНАСС/ГНСС-Форум», заместителя генерального директора по развитию оператора услуг спутникового мониторинга мобильных объектов с использованием технологий глобального позиционирования ГЛОНАСС/GPS в отраслях народного хозяйства (транспорт, сельское хозяйство) в Орловской области, высокоточное позиционирование у нас – в глухом тупике.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

Необходим поиск отечественных специалистов в области кибербезопасности сельского хозяйства
Перспективы реализации дорожной карты одного из направлений Национальной технологической инициативы (НТИ) в области сельского хозяйства, по просьбе журнала «Вестник ГЛОНАСС», оценил эксперт в навигационно-информационной сфере Семён Видный. В современных, быстроизменяющихся условиях особого решения требуют вопросы безопасности (направление SafeNet), тем более на таком значимом для государства агросекторе. В этом направлении на данный момент – огромное количество профессиональных участников. Но большинство из них используют иностранные наработки, что в настоящий момент и на перспективу неприемлемо. Также все профессионалы никогда не занимались этим специфическим сектором экономики – сельским хозяйством. Так что здесь придётся ещё поискать участников.
Аграриям предстоит работать в одной системе координат
Как известно, основой современного цифрового агрокомплекса является картогорафирование. Семён Видный, эксперт в области применения современных навигационно-информационных технологий в сельском хозяйстве поделился с читателями журнала «Вестник ГЛОНАСС» с кругом решаемых проблем при обработке массивов картографических данных. Таким образом, выяснилось, что все используют данные в различных системах координат, но пытаются укладывать их на одну картографическую основу и, соответственно, получают нестыковки и ошибки. Всё это приводит к тому, что используемые данные из Роскадастра, из Центров химизации и от высокоточных источников (данные дистанционного зондирования Земли, данные с беспилотников и высокоточных навигационных или геодезических приборов) не состыковываются друг с другом и только вводят в заблуждение сельхозтоваропроизводителей и собственников сельхозземель. И это также отражается на отношениях со смежными землепользователями.