Многие образцы серийно выпускаемой аппаратуры не отвечают международным требованиям и не конкурентноспособно на мировом рынке. Заданы и ведутся разработки новых образцов приемоиндикаторов. Типы используемой и вновь создаваемой аппаратуры указаны в разделах, относящихся к системам.
3.3.3. Системы координат и шкалы времени
В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2000 г. N 568:
1. В целях геодезического обеспечения орбитальных полетов и решения навигационных задач используется государственная геоцентрическая система координат из системы геодезических параметров "Параметры Земли 1990 года" - уточненная версия ПЗ-90.02 (распоряжение Правительства Российской Федерации от 20 июня 2007 г. N 797-р).
За отсчетную поверхность в государственной геоцентрической системе координат из ПЗ-90.02 принята поверхность эллипсоида ПЗ-90.02.
Начало координат расположено в центре масс Земли.
Ось Z направлена в Международное условное начало - Условный полюс Земли, как определено в рекомендации Международной службы вращения Земли (IERS); ось X направлена в точку пересечения плоскости экватора и нулевого меридиана (начального астрономического меридиана), определенного Международным бюро времени (BIH); ось Y дополняет геоцентрическую прямоугольную систему координат до правой.
Геодезические координаты точки в системе координат из ПЗ-90.02 относятся к эллипсоиду, значения большой полуоси и полярного сжатия которого даны в таблице 3.6.
Геодезическая широта В точки М определяется как угол между нормалью к поверхности эллипсоида и плоскостью экватора. Положительное направление отсчета широт - от экватора к Северу.
Геодезическая долгота L точки М определяется как двугранный угол между плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана, проходящего через точку М. Положительное направление отсчета долгот - от нулевого меридиана к Востоку.
Геодезическая высота Н определяется как расстояние по нормали от поверхности эллипсоида до точки М.
Фундаментальные геодезические константы и основные параметры общеземного эллипсоида, принятые в ПЗ-90.02, приведены в таблице 3.6.
Таблица 3.6. Фундаментальные константы и параметры системы ПЗ-90.02
Параметры | Величина |
Угловая скорость вращения Земли ( ) | радиан/с |
Геоцентрическая константа гравитационного поля Земли с учетом атмосферы (fM) | |
Геоцентрическая константа гравитационного поля атмосферы Земли ( ) | |
Скорость света (с) | 299792458 м/с |
Большая полуось эллипсоида (а) | 6 378136,0 м |
Первое (полярное) сжатие ( ) | 1/298,257839303 |
Гравитационное ускорение на экваторе Земли ( ) | 978032,84 мГал |
Поправка к гравитационному ускорению на уровне моря, обусловленная влиянием атмосферы Земли ( ) | - 0,87 мГал |
Вторая зональная гармоника геопотенциала ( ) | |
Четвертая зональная гармоника геопотенциала ( ) | ( ) |
Нормальный потенциал на поверхности общеземного эллипсоида ( ) | 62636861,074 |
2. При осуществлении геодезических и картографических работ используется система геодезических координат 1995 года (СК-95).
До полного перехода на систему координат СК-95 используется система геодезических координат 1942 года (СК-42).
Система координат 1995 года установлена так, что ее оси параллельны осям геоцентрической системы координат из ПЗ-90.
Переход от геоцентрической системы координат к СК-95 выполняется в соответствии с ГОСТ Р 51794-2008 по формулам:
,
,
,
где , , - линейные элементы ориентирования, задающие координаты начала системы координат 1995 года относительно геоцентрической системы координат ПЗ-90. Они составляют: =+25,90 м, =-130,94 м, =-81,76 м.
Преобразование координат из системы координат ПЗ-90.02 в СК-95 дается в соответствии с ГОСТ Р 51794-2008 соотношением:
При использовании зарубежных ГНС и обеспечения движения иностранных транспортных средств может в качестве вспомогательной применяться система координат из WGS-84. Матрицы и алгоритмы перехода между СК-42, СК-95, СК из ПЗ-90, ПЗ-90.02 и WGS-84 даются ГОСТ Р 51794-2008.
Временное обеспечение строится на основе шкалы координированного времени UTC (SU), задаваемой существующей эталонной базой Российской Федерации. При использовании зарубежных ГНС (GPS) может также в качестве вспомогательной использоваться шкала времени UTC (US), поддерживаемая Военно-морской обсерваторией США.
3.4. Степень удовлетворения требований потребителей существующими РНС
Исходя из задач повышения безопасности и эффективности транспортных перевозок, учитывая внедрение в мировую практику перспективных стандартов по точности выдерживания навигационных характеристик, возросли требования основных групп потребителей к радионавигационным системам.
Так, например, для большинства подвижных транспортных средств требуется точность навигационных определений (СКП) в среднем от 1 м до 100 м. Такие требования как доступность и целостность потребителями автомобильного, речного транспорта и рыболовного флота ранее не выставлялись, а сейчас показатели по этим параметрам соответственно должны быть 0,95...0,999 и 0,9...0,99.
Практически все транспортные потребители считают необходимым обеспечение требуемых навигационных характеристик как на территории Российской Федерации, так и при движении по международным маршрутам.
В настоящее время на территории Российской Федерации эксплуатируется 17 типов радионавигационных систем, включая одну зарубежную - GPS. Для работы по сигналам этих систем используется более 60 типов навигационной аппаратуры потребителей. Ни одно отдельно взятое эксплуатируемое радионавигационное средство не может удовлетворить основные требования большинства потребителей. Так, например, радионавигационные системы ближней навигации типа "БРАС", имея хорошие характеристики по точности, имеют ограниченную дальность действия. Радионавигационные системы дальней навигации, имея хорошие показатели по дальности действия (размер рабочей зоны), не удовлетворяют потребителей по точностным характеристикам.
Космическая, низкоорбитальная, радионавигационная система "Цикада-М", имея хорошие показатели по точности и рабочей зоне, имеет длительный период времени между обсервациями. Принятая в эксплуатацию в 1995 году глобальная навигационная спутниковая система "ГЛОНАСС" вместе с функциональными дополнениями имеет хорошие показатели по точности, доступности и глобальной зоне действия. Система ГЛОНАСС будет полностью обеспечивать все группы потребителей и в части целостности с учетом возможностей функциональных дополнений. Характеристики разработанной в Российской Федерации НАП ГЛОНАСС/GPS приведены в таблице Приложения N 1.
Использование потребителями существующих РНС показано в таблице 3.7.
Анализ использования существующих и разрабатываемых радионавигационных средств показывает, что военные и гражданские потребители в качестве основных радионавигационных систем планируют использовать системы ГЛОНАСС и GPS с функциональными дополнениями. В качестве дополнительных радионавигационных систем рад потребителей планирует использовать наземные РНС.
Следует отметить, что в настоящее время ведутся работы по сопряжению отечественных цепей системы Чайка с аналогичными зарубежными системами Лоран-С, которые определены соответствующими Межправительственными соглашениями.
Государственная политика также направлена на поддержку использования ГНС ГЛОНАСС и GPS (как вспомогательной) с их функциональными дополнениями и РНС "Тропик-2" (Чайка). Эта система сопрягается с аналогичной зарубежной системой Лоран-С.
Таблица 3.7. Использование существующих радионавигационных систем для решения различных задач потребителями
Потребители | Задачи | Радионавигационные системы | |||||||||
Маршрут | Тропик-2 | Марс-75* | РС-10* | ГРАС* | РСБН | ПРС-АРК | СП, ПРМГ* | Цикада-М* | ГЛОНАСС | ||
(Альфа)* | (Чайка) | + GPS | |||||||||
(персп.) | |||||||||||
Воздушные | 1. Полет по маршруту (трассе) | В | В | - | - | - | В, Г | В, Г | - | - | В, Г |
2. Полет в зоне аэродрома | - | В | - | - | - | В, Г | В, Г | - | - | В, Г | |
3. Некатегорированный заход на посадку | - | В | - | - | - | В, Г | В, Г | В, Г (СП) | - | В, Г | |
4. Заход и посадка по категориям | - | - | - | - | - | - | - | В, Г (СП) | - | В, Г | |
5. Спецзадачи: геодезические и геофизические наблюдения и др. | - | - | - | - | - | - | - | - | - | В, Г | |
Морские | 1. Плавание в открытом море | В | В, Г | В | В, Г | - | - | - | - | В, Г | В, Г |
2. Плавание в прибрежной зоне | - | В, Г | В | В, Г | В, Г | - | - | - | В, Г | В, Г | |
3. Прохождение узкостей, заход в порты (гавани) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | В, Г | |
4. Маневрирование в портах | - | - | - | - | - | - | - | - | - | В, Г | |
5. Картография и океанография | - | - | - | В, Г | В, Г | - | - | - | - | В, Г | |
6. Привязка буев, исследование морских ресурсов | - | - | - | В, Г | В, Г | - | - | - | - | В, Г | |
Неземные | 1. Движение по установленным маршрутам | - | - | - | - | - | - | - | - | - | В, Г |
2. Движение по произвольным маршрутам | - | - | - | - | - | - | - | - | - | В, Г | |
3. Привязка маяков, наземных РНС | - | - | - | - | - | - | - | - | - | В, Г | |
4. Геологоразведка, добыча полезных ископаемых | - | - | - | - | - | - | - | - | - | В, Г | |
5. Картография | - | - | - | - | - | - | - | - | - | В, Г |
Примечание: "В" - используется военными потребителями, "Г" - используется гражданскими потребителями, "-" не используется.
4. Перспективные направления развития и совершенствования систем радионавигации
Результаты анализа удовлетворения требований различных групп потребителей существующими средствами радионавигационного обеспечения определяют направления решения основных проблем:
- повышение устойчивости работы, особенно в условиях помех;
- повышение точности определения места объекта;
- повышение доступности радионавигационных систем;
- повышение целостности радионавигационных систем;
- повышение непрерывности обслуживания (функционирования).
Эти проблемы решаются:
- применением космических навигационных систем ГЛОНАСС, GPS, а затем и ГАЛИЛЕО;
- применением дифференциальных подсистем (режимов) и средств контроля целостности;
- интегрированным использованием различных радионавигационных систем;