Neuvostoliiton, Venäjän ja USA:n satelliittinavigointijärjestelmät. Tarina yksi

6
Ensimmäisen sukupolven navigointisatelliittijärjestelmät Neuvostoliitossa saivat nimen "Sail" ja kehitettiin laivaston tieteellisen tutkimuksen hydrografisen ja navigointiinstituutin (NIGSHI) pohjalta. Ajatus keinotekoisten maasatelliittien käyttämisestä navigoinnin pääelementtinä syntyi entiselle merivoimien navigaattori Fufaev Vadim Alekseevich vuonna 1955. Ideologisen inspiraattorin johdolla NIGSHI:hen perustettiin aloiteryhmä, joka harjoitti koordinaattien etäisyysmäärittelyä. Toinen suunta oli koordinaattien Doppler-määrityksen aihe V. P. Zakolodyazhnyn johdolla, ja kolmas ryhmä oli vastuussa koordinaattien goniometrisesta määrityksestä - suunnan johtaja oli E. F. Suvorov. 1960-luvun alkuun mennessä kehitettiin ensimmäinen kotimainen matalan kiertoradan globaali satelliittinavigointijärjestelmä. NIGSHI:n lisäksi hankkeeseen osallistuivat aktiivisesti puolustusministeriön NII-4:n työntekijät. Oletettiin, että Neuvostoliiton laivaston alukset olisivat ensimmäisiä satelliittinavigoinnin "käyttäjiä". Kaikki kuitenkin pysähtyi yhtäkkiä - ohjelman rahoitus oli jyrkästi rajoitettu ja itse asiassa jäädytettiin. "Paistettu kukko" oli tiedustelutietoa samanlaisen järjestelmän viimeisestä kehitysvaiheesta mahdollisen vihollisen - Yhdysvaltojen - leirissä. Vuoteen 1963 mennessä amerikkalaiset ottivat Transit-satelliittijärjestelmän käyttöön, ja tammikuun 15. päivänä 1964 hallitus päätti luoda Neuvostoliiton analogin koodilla "Cyclone" (jotkut lähteet mainitsevat järkyttävän nimen "Cyclone-B"). .

Siitä hetkestä lähtien aloiteryhmien puoliksi maanalaisesta työstä tuli virallinen valtion ohjelma. OKB-10:stä tuli järjestelmän johtava kehittäjä, Mihail Fedorovich Reshetnev nimitettiin "pääjohtajaksi", ja Proborostroenien tieteellinen tutkimuslaitos (NIIP) vastasi radiolaitteista. Luonnosten tasolla projekti oli valmis heinäkuuhun 1966 mennessä, ja samaan aikaan hyväksyttiin testitukikohdat - Nikolai Zubovin valtamerialus B-88, B-36 ja B-73 sukellusveneillä.




Laiva "Nikolai Zubov". Lähde: kik-sssr.ru


Ensimmäinen kotimainen toimiva navigointiavaruusalus oli Cosmos-192 (kantoraketti Cosmos-3M), joka laukaistiin 25. marraskuuta 1967 Plesetskin kosmodromista. Seuraavat olivat Cosmos-220, lähetetty matalalle kiertoradalle 7. toukokuuta 1968, Cosmos-292 (14. elokuuta 1969) ja Cosmos-332 (11. huhtikuuta 1970). Testit saatiin päätökseen kesään 1970 mennessä, ja niissä havaittiin seuraava tarkkuus: Doppler-ilmiön perusteella - 1,5 km, etäisyysmittarijärjestelmä - 1,8 km ja suuntajärjestelmän korjaus oli 3-4 kaariminuuttia.

Neuvostoliiton, Venäjän ja USA:n satelliittinavigointijärjestelmät. Tarina yksi
Satelliittijärjestelmän "Cyclone" asettelu. Lähde: wikipedia.ru





Parus-järjestelmän avaruusalus. Lähde: gazetamir.ru


Satelliittien kiertoradan korkeus oli 1000 kilometriä - nämä olivat tyypillisiä matalan kiertoradan ajoneuvoja, joiden kierrosaika planeetan ympäri oli 105 minuuttia. Päiväntasaajan tasoon nähden Cosmos-sarjan avaruusalusten kiertoradan kaltevuus oli 830, mikä teki niistä sirkumpolaariset satelliitit. Neljän navigointisatelliitin kuuden vuoden koekäytön jälkeen syyskuussa 1976 järjestelmä otettiin käyttöön nimellä "Sail". Siihen mennessä aluksen koordinaattien määritystarkkuus liikkeellä oli 250 metriä ja satamassa kiinnityslinjoilla - noin 60 metriä. Järjestelmä oli varsin tehokas - paikanmääritysaika oli 6-15 minuuttia. Avainero kotimaisen kehityksen ja American Transitin välillä oli mahdollisuus radiosähköviestintään laivaston alusten ja sukellusveneiden välillä komentopisteiden kanssa ja keskenään. Viestintä tarjottiin sekä yhteisen radionäkyvyyden olosuhteissa että mahdollisuudessa siirtää viesti tilaajalta toiselle, toisin sanoen globaalissa mittakaavassa. Jälkimmäisessä tapauksessa viestintäviive oli 2-3 tuntia. Näin syntyi maailman ensimmäinen navigointi- ja viestintäsatelliittijärjestelmä "Sail", joka käänsi navigoinnin Neuvostoliiton laivastossa. Ensimmäistä kertaa tuli mahdolliseksi määrittää oma sijaintisi säästä, vuorokaudenajasta tai vuodesta riippumatta missä tahansa maailman valtamerellä. Tämä järjestelmä on edelleen toiminnassa.

Vuonna 1979 Cicada-järjestelmä otettiin käyttöön palvelemaan siviilialuksia, joista puuttui sotilasnavigointilaitteita ja viestintämahdollisuuksia. Kaksi vuotta aiemmin satelliittinavigointitietoihin perustuva Artika-jäänmurtaja saavutti ensimmäistä kertaa maailmassa merialuksilla pohjoisnavan. Cicadalle irrotettiin neljän satelliitin kiertoradalla oleva tähdistö, ja armeijan Paruksella oli eri aikoina keskimäärin 6-7 avaruusalusta matalalla kiertoradalla. Cicadan vakava modernisointi oli Omsk-yhdistyksen Poletissa kehitetyn KOSPAS-SARSAT-pelastuslaitteiden tai, kuten sitä kutsutaan myös Nadezhda-järjestelmän, asentaminen. Pelastusjärjestelmä ilmestyi sen jälkeen, kun Neuvostoliiton, USA:n, Kanadan ja Ranskan hallitustenvälinen sopimus allekirjoitettiin 23. marraskuuta 1979 COSPAS:n (Space Search System for Emergency Vessels, SARSAT – Search and Rescue Satellite-Aided Tracking) kehittämisestä. Järjestelmän piti olla vastuussa hädässä olevien lentokoneiden ja laivojen etsimisestä. Satelliittitiedon vastaanottopisteet sijaitsivat alun perin Moskovassa, Novosibirskissä, Arkangelissa, Vladivostokissa (Neuvostoliitto), San Franciscossa, St. Louisissa, Alaskassa (USA), Ottawassa (Kanada), Toulousessa (Ranska) ja Tromssassa (Norja). Jokainen maan pinnan yli lentävä satelliitti vastaanotti signaaleja pyöreältä alueelta, jonka halkaisija oli 6000 km. Hätämajakoiden signaalien luotettavaan vastaanottoon vaadittu satelliittien vähimmäismäärä oli neljä ajoneuvoa. Koska tuolloin kukaan, paitsi Yhdysvallat ja Neuvostoliitto, ei voinut valmistaa tällaisia ​​​​laitteita, nämä kaksi maata tarjosivat KOSPAS-SARSAT-kiertoradan tähdistön. Satelliitit vastaanottivat hädässä olevan signaalin, välittivät sen maapisteeseen, jossa määrittelivät sen koordinaatit jopa 3,5 km:n tarkkuudella ja tekivät tunnin sisällä päätöksen pelastusoperaatiosta.


COSPAS-SARSATin tunnus vuoteen 1992 asti. wikipedia.ru


Esimerkki COSPAS-SARSATin toimintaperiaatteesta. Lähde: seaman-sea.ru


Neuvostoliiton satelliitti Nadezhda-laitteistolla syyskuussa 1982 tallensi ensimmäisen hätäsignaalin kevyestä lentokoneesta, joka syöksyi maahan Länsi-Kanadan vuorille. Tämän seurauksena kolme Kanadan kansalaista evakuoitiin - näin kansainvälinen COSPAS-SARSAT-projekti avasi pelastuneiden sielujen tilin. Kannattaa muistaa, että tällainen historia syntyi kylmän sodan huipulla - vuonna 1983 Reagan kutsui Neuvostoliittoa virallisesti "pahan imperiumiksi", ja COSPAS-SARSAT toimii edelleen ja on jo pelastanut noin 4000 XNUMX ihmistä.


Kansainvälisen järjestelmän KOSPAS-SARSAT kotitalouslaitteet "Nadezhda". Lähde: seaman-sea.ru


Tarve kehittää keskipitkän kiertoradan navigointijärjestelmä, joka on välttämätön paitsi "merelle", vaan myös ilmailu "jalkaväen" kanssa he alkoivat puhua Neuvostoliitossa jo vuonna 1966. Tuloksena oli Yu. I. Maksyutan johdolla tehty tutkimustyö "Ennuste", jonka mukaan vuonna 1969 he väittivät mahdollisuudesta laukaista navigointisatelliitteja keskimääräiselle Maan kiertoradalle. Jatkossa tätä projektia kutsuttiin nimellä GLONASS, ja se luotiin useiden organisaatioiden - Krasnojarskin soveltavan mekaniikan suunnittelutoimiston, Moskovan instrumenttitekniikan tutkimuslaitoksen ja Leningradin tutkimusradiotekniikan instituutin (LNIRTI) - osallistuessa. Neuvostoliitto laukaisi ensimmäisen GLONASS-satelliitin avaruuteen 12. lokakuuta 1983, ja vuonna 1993 järjestelmä otettiin käyttöön Venäjällä, vaikkakin typistettynä. Ja vasta vuoteen 1995 mennessä GLONASS tuotiin 24 laitteen henkilökunnalle, maainfrastruktuuria parannettiin ja navigointi ansaitsi 100%. Tuolloin koordinaattien määritystarkkuus oli 15-25 metriä, nopeuskomponenttien määritys (uusi vaihtoehto) - 5-6,5 cm / s ja ajan määritys kotitalouslaitteilla voitiin suorittaa 0,25:n tarkkuudella. -0,5 μs. Mutta kuudessa vuodessa kiertoradan tähdistö väheni 5 satelliitiksi ja kaikki oli valmis Venäjän satelliittinavigointijärjestelmän täydelliseen poistamiseen. Toinen syntymä tapahtui elokuussa 2001, kun Venäjän federaation hallitus hyväksyi liittovaltion kohdeohjelman "Global Navigation System", joka oli jossain määrin suunniteltu kilpailemaan GPS:n kanssa. Mutta se on hieman eri tarina.
Uutiskanavamme

Tilaa ja pysy ajan tasalla viimeisimmistä uutisista ja päivän tärkeimmistä tapahtumista.

6 Kommentit
tiedot
Hyvä lukija, jotta voit jättää kommentteja julkaisuun, sinun on kirjaudu.
  1. Kig
    + 11
    19. kesäkuuta 2018 klo 09
    Näin tämän Cicadan, seisoi Kaukoidän jäänmurtajien päällä. Yhtä korkea varusteteline kuin minä, ja hyvin erityinen tapa näyttää tietoa: jotain kaukolaukausta. Tulostimesta ryömi kauhealla sirkulla ulos kapea paperiteippi, jolle oli painettu salaiset laivastokoodit. Esimerkiksi (esimerkki on otettu puskutraktoreista): 12 + 04 3567 15 - 112 357. Laivaston terminologiassa tämä tarkoitti 43 astetta pohjoista leveyttä ja 112 astetta itäistä pituuspiiriä muutaman minuutin ajan. Sitten oli jonkinlainen hankala kuvake, joka osoitti onnistunutta havaintoa, ja koodit, jotka osoittavat vastaanotetun signaalin laadun, satelliitin korkeuden jne. Jos havainto epäonnistui, nauhaa oli täysin mahdotonta lukea lennossa, oli tarpeen saada käsikirja ja etsiä kopio. Vladivostokin leveysasteella havaintojen välinen tauko saavutti 4 tuntia. Mutta pohjoisessa mielestäni puolentoista tunnin välein. Sitä ei tietenkään voi verrata nykyaikaiseen gps:ään, mutta tuolloin se oli siistiä.
    1. +7
      19. kesäkuuta 2018 klo 14
      En tiedä Cicadasta, mutta vuonna 2002 asensin merkava-2 tankkeihin GPS-järjestelmän, joka oli vielä peräpukamia. Laita uudelleenkäynnistysjärjestelmä päälle neljäksi tunniksi, jos et tee niin tarkkuus putoaa 25 metriä, ja jatkuvat korjaukset magneettikompassin ja Pohjan tähden avulla, lisäksi itse lohko antoi vain koordinaatteja, ilman karttaa ja symboleja, lyhyesti sanottuna se on silti helvettiä. En nähnyt ainuttakaan miehistöä, joka voisi käyttää sitä , yritä tehdä korjauksia liikkuessa, kun säiliö hyppää ja sinun täytyy säätää järjestelmää 20 tunnin välein paikallaan olevasta säiliöstä, järjestelmä oli erittäin oikukas, sen amerikkalainen äiti. Siksi kun he alkoivat asentaa israelilaista järjestelmää, se heti tuli helpompaa, ja kartta, ja näyttää missä sen barmaley ja miinakentät ovat, ja tiedot päivitetään jatkuvasti, ja käyttöliittymä on selkeä, ei tanssi tamburiinilla ja matyukovilla.
  2. +8
    19. kesäkuuta 2018 klo 11
    Kirjoittaja, kiitos! Hieno artikkeli. Lyhyt, selkeä ja ytimekäs. Ilman satelliittinavigointia navigaattorit lähtisivät edelleen merelle "Naval Tables" -laskelman mukaan pitäen sekstanttia oikeassa kädessään ja sekuntikelloa vasemmassa. Mutta kaikesta on maksettava. Ennen satelliittinavigoinnin tuloa navigaattorilla oli oltava hyvät tiedot algebrasta ja pallotrigonometriasta sekä osattava laskea hyvin. Nyt koko korkea merenkulun navigaattorikulttuuri on rappeutunut "kykyyn" laittaa karttaan piste GPS:n avulla useita kertoja kellon aikana tai olla laittamatta mitään, jos kartta on sähköinen. Joten edistyminen toisaalta muuttui regressioksi toisaalta ...
  3. +9
    19. kesäkuuta 2018 klo 12
    Julkaisin oppikirjan "Marine Radio Navigation Systems" Kustantaja "Radio ja viestintä" 1991. Monet näistä järjestelmistä luotiin minun johdollani ja henkilökohtaisella osallistumisellani. Sen jälkeen avattiin laitoksia myös sotilas- ja siviiliyliopistoissa.
    Tänä vuonna hän jätti julkaistavaksi toisen oppikirjan "Laivojen ja maalentokoneiden radionavigointi". Cranfieldin yliopiston tutkijat pyysivät ensimmäistä oppikirjaa vuonna 1992. Tein sen silloin.
    1. +1
      8. heinäkuuta 2018 klo 13
      Miksi ja kuka tarvitsee vuoden 91 kirjan?
      91 vuotta vanha ... se oli hyvää aikaa. Oli Nikitenkon oppikirja - hän viimeisteli sitä silloin Makarovkassa ja laboratoriossamme RIRV-LNIRTI:ssä, jo vanhaa. Hänen oppikirjansa on 76 vuotta vanha. Mielestäni samana vuonna - 91 - isä Shebshaevich, GNSS GLONASSin patriarkka, kuoli, hänellä on viimeinen kirja - Verkkosatelliittiradionavigointijärjestelmät - vain 91 vuotta vanha. Hän työskenteli myös meille yksikkömme tutkimuslaitoksessa. Nyt instituutin johtajana - RIRV - Shnbshaevichin poika.
      Entinen sijainen. Pääsuunnittelija RSDN IFRNS Chaika
  4. +4
    20. kesäkuuta 2018 klo 12
    Kun vuonna 1981 MiG-27M-lentokoneen navigointipommitukset suoritettiin ensimmäistä kertaa, piirin ilmavoimien komentaja uskoi, että nyt pommi osuisi tarkasti "automaattisesti". Noin neljästätoista lentäjästä vain kolme uskalsi pudottaa pomminsa, koska he näkivät minne ne voisivat osua (matala pilvipeite, moottoroitu kivääripataljoona alla). RSDN ja RSBN eivät pystyneet tarjoamaan vaadittua tehokkuutta, ja GLONASSin käyttöönotto viivästyi suuresti, vaikka Neuvostoliiton olisi pitänyt olla kaikkia edellä.

"Oikea sektori" (kielletty Venäjällä), "Ukrainan Insurgent Army" (UPA) (kielletty Venäjällä), ISIS (kielletty Venäjällä), "Jabhat Fatah al-Sham" entinen "Jabhat al-Nusra" (kielletty Venäjällä) , Taleban (kielletty Venäjällä), Al-Qaeda (kielletty Venäjällä), Anti-Corruption Foundation (kielletty Venäjällä), Navalnyin päämaja (kielletty Venäjällä), Facebook (kielletty Venäjällä), Instagram (kielletty Venäjällä), Meta (kielletty Venäjällä), Misanthropic Division (kielletty Venäjällä), Azov (kielletty Venäjällä), Muslim Brotherhood (kielletty Venäjällä), Aum Shinrikyo (kielletty Venäjällä), AUE (kielletty Venäjällä), UNA-UNSO (kielletty v. Venäjä), Mejlis of the Crimean Tatar People (kielletty Venäjällä), Legion "Freedom of Russia" (aseellinen kokoonpano, tunnustettu terroristiksi Venäjän federaatiossa ja kielletty)

”Voittoa tavoittelemattomat järjestöt, rekisteröimättömät julkiset yhdistykset tai ulkomaisen agentin tehtäviä hoitavat yksityishenkilöt” sekä ulkomaisen agentin tehtäviä hoitavat tiedotusvälineet: ”Medusa”; "Amerikan ääni"; "todellisuudet"; "Nykyhetki"; "Radiovapaus"; Ponomarev Lev; Ponomarev Ilja; Savitskaja; Markelov; Kamaljagin; Apakhonchich; Makarevitš; Suutari; Gordon; Zhdanov; Medvedev; Fedorov; Mihail Kasjanov; "Pöllö"; "Lääkäreiden liitto"; "RKK" "Levada Center"; "Muistomerkki"; "Ääni"; "Henkilö ja laki"; "Sade"; "Mediazone"; "Deutsche Welle"; QMS "Kaukasian solmu"; "Sisäpiiri"; "Uusi sanomalehti"