Перспективы навигационных систем глобального позиционирования в 21 веке

После появления первых низкоорбитальных спутниковых систем (Транзит – США и Цикада — СССР) в 1967 году общество охватила эйфория, поскольку новые спутниковые низкоорбитальные системы, в отличие от систем наземного базирования (Декка и Омега и др.) обладали более высокой точностью определения местоположения. Система позволяла наблюдателю каждые 1,5—2 часа определять координаты своего места при продолжительности навигационного сеанса до 10 мин, это и было её основным недостатком.

После создания высокоорбитальных СНС Navstar и Глонасс в 1974 году с точностью определения местоположения ±10 метров, от систем наземного базирования было решено отказаться. Осталась лишь незначительная часть цепочек РНС Loran-C и Декка.

В то время никто не задумывался, что спутниковые навигационные системы имеют существенные недостатки, а именно, то что при определённых условиях сигнал может не доходить до приёмника, или приходить со значительными искажениями или задержками. Например, практически невозможно определить своё точное местонахождение в глубине квартиры внутри железобетонного здания, в подвале или в тоннеле. Так как рабочая частота спутниковых навигационных систем лежит в дециметровом диапазоне радиоволн, уровень приёма сигнала от спутников может серьёзно ухудшиться под плотной листвой деревьев или из-за очень большой облачности. Нормальному приёму сигналов спутниковых навигационных систем могут повредить помехи от многих наземных радиоисточников, а также от магнитных бурь. Были реальные случаи, когда спутниковые навигационные системы не работали часами и даже днями из-за солнечной активности.

В начале 21 века еще 2 технологически развитые страны начали создание своих спутниковых навигационных систем. Это Китай (Бэйдоу), Индия (IRNSS). Каждая система требует вывода на орбиту большого числа спутников. Это может привести в будущем к тому, что излучение спутника будет создавать помехи для работы других спутниковых РНС.

Существенным недостатком спутниковых навигационных систем считается полная зависимость условий получения сигнала от министерств обороны. Так, например, во время боевых действий в Ираке, гражданский сектор был отключён, и погрешность в определении местоположения была около 2-3 километров. К тому же спутники находятся на расстоянии прямой видимости, что делает их уязвимыми. Во время боевых действий они могут быть легко сбиты баллистическими ракетами или заглушены террористами.

В связи с выявлением недостатков, которые в последнее время обострились, возникла необходимость модернизировать GPS приемники. Приемники нового образца должны работать как со спутниковыми, так и с наземными станциями. Также необходимо развивать системы GPS наземного базирования. Одна из недавно созданных систем eLORAN, в отличие от своего предшественника Loran-C, повысила точность определения местоположения до ±8 метров. Система наземного базирования еLORAN работает на частоте 100 кГц, что делает её, по сравнению со спутниковыми системами, более помехоустойчивой. Высокая точность определения местоположения системы еLORAN достигается за счет математической обработки измерений сигналов множества станций, находящихся в зоне действия. Чем больше число станций, тем точнее можно определить свое местоположение. Большое число станций делает систему более надежной; во время боевых действий наземные станции будет сложнее уничтожить, чем спутники (превосходство в количестве).

Считаем, что Россия недопустимо отстает в развертывании сети РНС eLoran.