Новая российская система навигации будет работать без спутников

Учёные и инженеры московского научно-исследовательского института микроэлектронной аппаратуры «Прогресс» заявили о том, что на их предприятии ведётся разработка современной локальной системы навигации, не зависящей от сигналов навигационных спутников. Точность позиционирования подобной системы составит от 1 до 10 сантиметров по горизонтали и в пределах 15 сантиметров по вертикали. По словам первого заместителя генерального директора «Прогресса» Игоря Корнеева, одна из основных целей разработки — это обеспечение полётов беспилотников. О работе над новой системой учёные «Прогресса» и их коллеги из ГОСНИИ АС рассказали на IX международном навигационном форуме в Москве.

Спутниковые системы глобального позиционирования (ГНСС — глобальные навигационные спутниковые системы) существуют давно и широко используются: американская система GPS, российская ГЛОНАСС, европейская Galileo, китайская Beidou… Работа этих систем обеспечивается группировками спутников на орбитах в несколько десятков тысяч километров высотой. Все эти спутники передают сигналы, улавливаемые приёмниками, — которые и вычисляют собственное местонахождение. При этом ГНСС имеют ряд неоспоримых преимуществ, таких как полное покрытие Земли и околоземного пространства, бесплатный доступ к системе, доступность унифицированного оборудования для всех пользователей и т.д.

Но, несмотря на очевидные преимущества, спутниковые системы имеют и определённые недостатки, главным из которых является низкая помехоустойчивость. При желании заглушить сигналы ГНСС не составляет труда. Для того, чтобы сделать невозможным приём сигнала, идущего от спутника, находящегося на расстоянии 20 000 км, требуется генератор имитационно-шумовой помехи мощностью 2 Вт, расположенный в радиусе 160 км от приёмника. Этим часто пользуются злоумышленники, заглушая сигнал GPS в противоугонных устройствах. Критически важными могут стать проблемы с естественными или искусственными помехами в спутниковых системах навигации при повсеместном распространении автоматических беспилотников, доставки при их помощи продуктов, почты, лекарств…

Для того чтобы устранить недостатки системы спутниковой навигации, создаются локальные наземные системы позиционирования (ЛСН). В таких системах навигационные сигналы передаются с наземных вышек, покрывающих сетью заданный район. Помехоустойчивость такой системы на четыре порядка (то есть, в десять тысяч раз) выше, чем у спутниковых систем навигации. В качестве примера можно привести следующий расчёт: для того, чтобы полностью исключить приём сигнала от передатчика ЛСН мощностью 2 Вт, находящегося на расстоянии 20 км, потребуется генератор помех мощностью более 20 кВт. Кроме этого, важное преимущество локальной системы навигации — широкий диапазон потенциальных частот передатчика. Это ещё больше затрудняет постановку помех.

В настоящее время, используя достижения микроэлектроники, удалось реализовать основную аппаратуру ЛСН всего на двух микросхемах (радиочастотной и цифровой). Система очень компактна: может быть встроена в сотовый телефон, планшетник, скрытно размещена на теле человека или на корпусе объекта, может выполнять и навигационные, и охранные функции. Скрытность работы системы обеспечивается использованием специальных генераторов случайных последовательностей, меняющихся по сложному закону, что не позволяет третьей стороне войти через эфир в систему, чтобы нарушить её функционирование и, вообще, узнать, что она работает.

По словам Игоря Корнеева, сначала предполагается развернуть разрабатываемую систему на полигоне, для чего необходимо установить как минимум 4 вышки, находящиеся друг от друга на расстоянии 20 км. После отладки рабочих режимов предполагается развернуть ЛСН в опытном районе в Московской области. В дальнейшем такая система может быть использована в различных целях: в качестве противоугонной системы, системы точной посадки беспилотных летательных аппаратов. В применении предлагаемой системы заинтересованы органы МВД и МЧС.

«Прогресс» уже провёл переговоры с представителями концерна «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) по использованию новой системы для обеспечения точной посадки беспилотников. Интерес КРЭТ понятен: при современных средствах радиоэлектронной борьбы системы спутниковой навигации беспилотников оказываются бессильны.

Нужно отметить, что новая система — не первая подобная система, разабатываемая в нашей стране и за рубежом. Небезуспешные попытки построить альтернативную спутниковым локальную систему навигации предпринимались в России в 80-х, 90-х годах прошлого века — в Москве и в 2000 году — в городе Балашиха Московской области.

В 1950-е годы, ещё до спутниковых систем, в СССР и США были разработаны системы «Чайка» и Loran. Эти системы работали в диапазоне динных волн и отличались невысокой точностью местоопределения — порядка 100 м. Но из-за опасности вывода из строя ГНСС сейчас и в США и в России принято решение расконсервировать системы Loran и «Чайка».

Двумя десятилетиями позже появилась отечественная объединённая система навигации и обмена данными ОСНОД. По словам Игоря Корнеева, по сравнению с ОСНОД, разработанная «Прогрессом» новая система обладает гораздо большей точностью и помехоустойчивостью.

Источник