Супутникова навігація апаратури. Принципи роботи GPS-навігатора. Загальні функції галс-м1

Останні роки характеризуються широкомасштабним використанням супутникових навігаційних технологійта апаратури супутникової навігаціїпрактично у всіх галузях діяльності. Обов'язковість застосування апаратури ГЛОНАСС або ГЛОНАСС/GPS при здійсненні відповідних видів транспортної діяльності, включаючи наявність обов'язкових вимог до самої апаратури, поставили до розряду дуже актуальних проблему встановлення форм оцінки її відповідності встановленим вимогам. Проте вирішення цієї проблеми найчастіше буває пов'язане з певними труднощами. Аналізу низки аспектів цієї проблеми присвячена ця стаття.

Найбільш масове застосування апаратури супутникової навігації спостерігається у транспортному комплексі та, особливо, на наземному транспорті. Навігаційні пристрої, що встановлюються на автомобілі різного класу, широко використовуються в системах моніторингу та диспетчеризації перевезень пасажирів, спеціальних та небезпечних вантажів. Передбачається застосування цієї апаратури в системі екстреного реагування при аваріях (ЕРА-ГЛОНАСС), а також у системі стягнення плати за проїзд автодорогами федерального значення великовантажного транспорту з дозволеною максимальною масою понад 12 тонн. Навігаційні пристрої використовуються також у системах контролю режимів праці та відпочинку водіїв (системи тахографічного контролю); страхової телематики («розумне» страхування) та ін.

Значною мірою навігаційний бум на транспорті обумовлений тим, що досить істотна частина ринку транспортних перевезень, що базуються на використанні апаратури або ГЛОНАСС/GPS, стала регульованою. Так, у постанові уряду РФ N641, що вийшла в 2008 році, були визначені види транспортних засобів, що підлягають обов'язковому оснащенню апаратурою супутникової навігації ГЛОНАСС або ГЛОНАСС/GPS.

Згодом обов'язковість оснащення транспортних засобів апаратурою ГЛОНАСС при здійсненні перевезень пасажирів, спеціальних та небезпечних вантажів де-юре була закріплена Федеральним законом «Про навігаційну діяльність».

Вимоги обов'язкового оснащення транспортних засобів апаратурою супутникової навігації закріплено також у нормативних правових актах щодо безпеки наземного (автомобільного та залізничного) та морського транспорту (технічні регламенти – національні та Митного союзу), що визначають порядок випуску в обіг транспортних засобів різного призначення. Крім того, вони знайшли відображення в нормативних правових актах, що встановлюють вимоги до транспортних засобів, що вже експлуатуються. При цьому в Технічному регламенті Митного союзу «Про безпеку колісних транспортних засобів» крім норм оснащеності транспортних засобів супутниковою навігаційною апаратурою різного призначення встановлені й основні вимоги до самої апаратури.

Зазначені норми та вимоги передбачаються і в національному технічному регламенті, проект постанови уряду РФ про внесення змін до якого проходить встановлені процедури погодження із зацікавленими федеральними органами виконавчої влади. У більш розгорнутому вигляді вимоги до апаратури супутникової навігації відображені у наказі Мінтрансу Росії від 31 липня 2012 № 285 .

Обов'язковість застосування апаратури ГЛОНАСС або ГЛОНАСС/GPS при здійсненні відповідних видів транспортної діяльності, включаючи наявність обов'язкових вимог до самої апаратури, поставили до розряду дуже актуальних проблему встановлення форм оцінки її відповідності встановленим вимогам. Проте вирішення цієї проблеми найчастіше буває пов'язане з певними труднощами.

Однією з функціональних характеристик апаратури супутникової навігації є точність визначення координат розташування та швидкості руху об'єкта навігації, на якому вона встановлена. Виходячи з цього, всі складності аналізованої проблеми у вітчизняній практиці застосування навігаційної апаратури традиційно полягали в коректному рішенніпитання: якою мірою до цієї апаратури при оцінці її відповідності встановленим вимогам застосовні положення та норми національного законодавства про забезпечення єдності вимірів. Простіше кажучи, чи відносити цю апаратуру до класу технічних пристроїв, що є засобами вимірів, чи ні?

Питання не пусте. Позитивна відповідь на нього має на увазі досить істотні наслідки в тих випадках, коли або виміри, що проводяться з використанням такої апаратури, або сама апаратура як виміри виявляться у сфері держрегулювання забезпечення єдності вимірів. Критерії відповідності встановлені у ст. 1 (частини 3-6) Федерального закону від 26 червня 2008 року «Про забезпечення єдності вимірів» № 102-ФЗ (далі – Федеральний закон №102-ФЗ).

На перший погляд, висновок про те, що апаратура супутникової навігації однозначно є засобом вимірів, є цілком очевидним. Перший аргумент – суто формальний. Він полягає у зверненні до положень національного стандарту ГОСТ Р 52928-2010. Відповідно до пункту 10 зазначеного стандарту «навігаційна апаратура споживача - апаратура, призначена для вимірювання параметрів навігаційних сигналів глобальних навігаційних супутникових систем (ГНСС) та виділення навігаційних повідомлень з метою визначення просторових координат, що складають вектор швидкості руху, поправки… показань годин споживача та швидкості зміни цієї поправки ». А відповідно до пункту 21 ст. 2 Федерального закону №102-ФЗ засобом вимірів є технічний засіб, призначений для вимірів.

У більшості випадків, на думку прихильників аналізованої точки зору, звернення до положень, відображених у нормативній зв'язці «ГОСТ Р 52928 (п. 10) - Федеральний закон №102-ФЗ (п. 21 ст. 2)», є дуже переконливим аргументом, щоб уважати апаратуру супутникової навігації засобом вимірювань. Тим не менш, вони часто апелюють ще й до наказу міністра промисловості та торгівлі РФ від 15 лютого 2010 № 122, який затвердив Адміністративний регламент виконання Федеральним агентством з технічного регулювання та метрології державної функції щодо віднесення технічних засобів до засобів вимірювань. У статті 17 регламенту викладено критерії визначення засобів вимірів. Відповідно до них, будь-який технічний засіб відноситься до засобів вимірювань при одночасному виконанні двох умов: технічний засіб має бути призначений для виконання вимірювань; вимірювання, що виконуються технічним засобом, характеризуються чи можуть бути охарактеризовані показниками точності вимірювань.

Так як основною функціональною характеристикою апаратури супутникової навігації є точність визначення просторових координат об'єкта, на якому вона встановлена, і складових вектора швидкості його руху, то зазначена апаратура точно повинна ставитися до засобів вимірювань. А якщо це так, то апаратура супутникової навігації підпадає під сферу дії законодавства щодо забезпечення єдності вимірів. Відповідно до норм зазначеного законодавства, апаратура супутникової навігації може бути допущена до застосування, тільки пройшовши випробування з метою затвердження типу та будучи повіреною (в обсязі первинної повірки – після випуску з виробництва або після ремонту; в обсязі періодичної повірки – у процесі поточної експлуатації). Зазначені норми відображені у ч. 1 ст. 5 та ч. 1 ст. 9 Федерального закону №102-ФЗ.

Однак слід враховувати, що вимога про обов'язкову періодичну перевірку апаратури супутникової навігації в процесі експлуатації транспортного засобу в переважній більшості випадків не реалізується як з організаційної, так і з технічної точки зору.

У рамках аналізованої проблеми існує і інший погляд. У рамках законодавства про забезпечення єдності вимірів існує також клас технічних систем та пристроїв із вимірювальними функціями (п. 23 ст. 2 Федерального закону №102-ФЗ).

По-друге, уважний аналіз поняття «засіб вимірювань», наведеного у Федеральному законі №102-ФЗ (п. 21 ст. 2), а також зазначених критеріїв віднесення технічних пристроїв до засобів вимірювань (ст. 17) показує, що технічний пристрій з «вимірювальними здібностями» є засобом вимірів, якщо виміри є його основним призначенням. У зазначених правових актах використовуються синтаксичні конструкції виду, що підтверджують цей факт, «призначено», «має бути призначене», а не «здатне вимірювати» або «що дозволяє проводити вимірювання». З огляду на це, стосовно розглянутого функціонального класу технічних пристроїв, до засобів вимірювань швидше можна віднести навігаційний модуль (навігаційний приймач), що є невід'ємною складовоюапаратури супутникової навігації, ніж апаратуру загалом.

Сучасна апаратура супутникової навігації, призначена для оснащення транспортних засобів, є багатофункціональним пристроєм. Підтвердженням цьому, зокрема, може бути визначення апаратури супутникової навігації, наведене у технічному регламенті Митного союзу «Про безпеку колісних транспортних засобів» (ТР ТС 018/2011), затвердженому рішенням комісії Митного союзу від 9 грудня 2011 року №877 (з урахуванням змін , внесених рішенням Ради Євразійської економічної комісії від 30 січня 2013 року № 6) :
«Апаратура супутникової навігації» - апаратно-програмний пристрій, що встановлюється на транспортний засіб для визначення його поточного розташування, напряму та швидкості руху за сигналами не менше двох діючих глобальних навігаційних супутникових систем, обміну даними з додатковим бортовим обладнанням, а також для обміну інформацією по мережах рухомого радіотелефонного зв'язку».

Саме навігаційний модуль, що входить до складу апаратури супутникової навігації, фактично повністю визначає як навігаційні функціональні властивості апаратури, так і її точнісні (метрологічні) характеристики при визначенні координатно-часових параметрів об'єкта навігації. При цьому під навігаційним модулем розуміється не тільки навігаційний приймач у вигляді «чіпа», але й вся необхідна для його функціонування технологічна «обв'язка», включаючи антену ДНСС.

До речі, визначення терміна «навігаційна апаратура споживачів», наведене в ГОСТ Р 52928-2010, переважно застосовується саме до навігаційного модуля, а не до апаратури супутникової навігації, виходячи з її реальних функціональних можливостей.

Крім навігаційного модуля до складу апаратури супутникової навігації входить також модуль обміну даними з бортовими датчиками, пристроями та системами, склад яких залежить як від виду транспортного засобу, на якому встановлена ​​апаратура, так і від функціонального призначення самої апаратури. Так, до складу бортових систем/пристрій виклику екстрених оперативних служб (терміналів системи екстреного реагування при аваріях «ЕРА-ГЛОНАСС»), які можна вважати своєрідним різновидом апаратури супутникової навігації, входять модулі визначення моменту та факту аварії транспортного засобу.

Невід'ємною складовою апаратури супутникової навігації будь-якого призначення є модуль зв'язку для обміну інформацією з відповідними навігаційно-інформаційними центрами (центрами моніторингу, диспетчерськими пунктами тощо). На ці центри функціонально замикається апаратура супутникової навігації, встановлена ​​на транспортних засобах відповідних категорій.

Все вищевикладене дозволяє цілком обґрунтовано розглядати апаратуру супутникової навігації у межах законодавства про забезпечення єдності вимірів як технічний пристрій/систему з вимірювальними функціями (п. 23 ст. 2 Федерального закону №102-ФЗ). А згідно зі ст. 10 зазначеного закону, «обов'язкові вимоги до технічним системамта пристрої з вимірювальними функціями, а також форми оцінки їх відповідності зазначеним вимогам встановлюються законодавством РФ про технічне регулювання».

Саме цей погляд і знайшов, зрештою, відображення в технічному регламенті Митного союзу «Про безпеку колісних транспортних засобів» (з урахуванням змін, внесених рішенням Ради Євразійської економічної комісії від 30 січня 2013 року №6) . У регламенті встановлено обов'язкові вимоги до апаратури супутникової навігації, включаючи вимоги щодо точності визначення координат розташування транспортного засобу. Також встановлено, що підтвердження відповідності встановленим вимогам має здійснюватись у формі обов'язкової сертифікації. Регламент набуває чинності з 1 січня 2015 року.

Аналогічні норми передбачаються встановити і в національному технічному регламенті «Про безпеку колісних транспортних засобів», затвердженому постановою уряду РФ від 10 вересня 2009 №720.

Сучасна світова правова практика з питань допуску до застосування та експлуатації супутникової навігаційної апаратури, розміщеної на транспортних засобах, закріплена у відповідних міжнародних правових актах провідних міжнародних транспортних організацій, у тому числі ІМВ (Міжнародна морська організація) та ІКАО (Міжнародна організація цивільної авіації). У їх розвиток прийняті резолюції, директиви та міжнародні стандарти, що поширюються відповідно на морські (річкові) та повітряні транспортні засоби. Всі ці документи також не передбачають віднесення навігаційної апаратури, що працює за сигналами глобальних супутникових навігаційних систем ГЛОНАСС і GPS, до технічних засобів вимірювань.

Допуск зазначеної апаратури до застосування здійснюється за результатами обов'язкової сертифікації (включаючи обов'язкові сертифікаційні випробування). При цьому періодична перевірка зазначеної апаратури супутникової навігації у процесі експлуатації не передбачена. Зазначені положення відображені, зокрема, для морської навігаційної апаратури – у ГОСТ Р МЕК 61108-2-2010 «Морське навігаційне обладнання та засоби радіозв'язку. Глобальні навігаційні супутникові системи. Частина 2. Глобальна навігаційна супутникова системаГлонасс. Приймальні пристрої. Загальні вимоги. Методи випробувань та необхідні результати випробувань» та для авіаційної навігаційної апаратури – у кваліфікаційних вимогах КТ-34-01 «Бортове обладнання супутникової навігації», 4-а редакція (затверджено Міждержавним авіаційним комітетом 23 березня 2011 року).

Більше того, технічними регламентами щодо безпеки колісних транспортних засобів Митного союзу та Російської Федерації, а також Правилами ЄЕК ООН, що конкретизують вимоги та встановлюють методи випробувань компонентів та пристроїв автомобілів, що є засобами вимірювань, не передбачаються випробування для затвердження їх типу, а також їх перевірка у процесі експлуатації транспортного засобу (для спідометрів - Правила ЄЕК ООН №39 ; засобів вимірювань тиску, розрідження, витрати повітря, концентрації газів та ін, що входять до складу бортових систем забезпечення екологічної безпеки - Правила ЄЕК ООН №49).

Тим часом існує досить значний клас супутникової навігаційної апаратури, основне функціональне призначення якої полягає саме у проведенні вимірювань. Як правило, у цій апаратурі використовуються навігаційні модулі, у яких реалізовані спеціальні методи обробки сигналів навігації. У них також застосовуються високостабільні опорні генератори з низьким рівнем власних шумів та інші програмно-апаратні рішення, спрямовані як на підвищення точності вимірювання параметрів навігаційних сигналів ГНСС (так звані «сирі» вимірювання), так і на підвищення точності визначення в кінцевому підсумку координатно- тимчасові параметри об'єкта.

До зазначеного класу належать такі види супутникової навігаційної апаратури: прилади та обладнання, що використовуються під час проведення геодезичних та кадастрових робіт; апаратура, призначена для частотно-часової синхронізації процесів у системах різного призначення; апаратура, що входить до складу опорних станцій систем диференціальної корекції; апаратура, що використовується як «еталонні навігаційні приймачі» при випробуваннях на відповідність обов'язковим вимогам супутникової навігаційної апаратури або технічних пристроїв та систем, що мають функцію, пов'язану з визначенням координатно-часових параметрів з використанням ДПСС; імітатори сигналів ДПСС як генератори сигналів спеціальної форми.

У зв'язку з тим, що всі ці засоби вимірювань перебувають у сфері державного регулювання забезпечення єдності вимірювань відповідно до критеріїв, викладеним у ст. 1 (частини 3 - 6) Федерального закону №102-ФЗ, вони піддаються випробуванням з метою затвердження типу та підлягають повірці. Крім того, згідно з вимогами ст. 12 того ж закону, відомості про затверджені типи засобів вимірювань вносяться до Федерального інформаційного фонду із забезпечення єдності вимірювань (Держреєстр засобів вимірювань).

У Федеральному інформаційному фонді із забезпечення єдності вимірювань також є відомості і про апаратуру супутникової навігації, призначеної для оснащення колісних транспортних засобів, що пройшла випробування з метою затвердження типу засобів вимірювань (нині - близько 10 типів). Але цьому факту є пояснення.

Повторююсь, норми обов'язкового оснащення відповідних категорій транспортних засобів апаратурою супутникової навігації ГЛОНАСС або ГЛОНАСС/GPS були встановлені нормативними правовими актами. Проте підстав, що обумовлюють необхідність обов'язкової оцінки відповідності цієї апаратури, встановлені Федеральним законом від 27 грудня 2002 року №184-ФЗ «Про технічне регулювання» (далі - Федеральний закон №184-ФЗ), фактично були відсутні (див.пункт 1 статті 23 і пункт 3 статті 46 вказаного закону). До останнього часу були відсутні технічні регламенти, в яких встановлювалися б обов'язкові вимоги до самої апаратури, включаючи вимоги до її точності. У єдиних переліках продукції, що підлягає обов'язковій сертифікації або декларуванню відповідності, які згідно з Федеральним законом № 184-ФЗ (пункт 3 статті 46) затверджуються та щорічно уточнюються урядом РФ, зазначена апаратура також була відсутня.

З цих причин були відсутні й акредитовані встановленим порядкоморганізації (органи сертифікації), уповноважені на право видачі сертифікатів про обов'язкове підтвердження відповідності апаратури супутникової навігації.

В умовах, що склалися єдиним документом, що має статус «офіційного» і підтверджує для замовників можливість роботи апаратури супутникової навігації за сигналами ГНСС ГЛОНАСС, а також точності характеристики апаратури, було Свідоцтво про затвердження типу засобу вимірювань. Це змушувало виробників зазначеної апаратури піддавати її випробуванням з метою затвердження типу. Після цього цій апаратурі «де-факто» надавали статус «засоби вимірювань». У цьому слід враховувати, що з випробуваннях апаратури супутникової навігації з метою затвердження типу встановлюються лише точнісні (метрологічні) характеристики. Вимоги до інших функціональних характеристик і властивостей апаратури (електромагнітна сумісність, стійкість до кліматичних та механічних впливів, протоколи обміну даними та ін) під час зазначених випробувань підтвердженню не підлягають.

Проте, як зазначалось, технічним регламентом Митного союзу «Про безпеку колісних транспортних засобів» встановлено, що підтвердження відповідності апаратури супутникової навігації, призначеної для оснащення транспортних засобів, має здійснюватися у формі обов'язкової сертифікації. Визначено і схему підтвердження відповідності (2с), опис якої наведено у додатку 19 до регламенту. Документом, що підтверджує відповідність апаратури всім встановленим у регламенті вимогам, є сертифікат обов'язкового підтвердження відповідності. І тут хотілося б наголосити, що це саме сертифікат відповідності, і навіть не декларація про відповідність, і тим більше не свідоцтво про затвердження типу.

Таким чином, всі складнощі, пов'язані з обґрунтованим встановленням форм оцінки відповідності апаратури супутникової навігації, значною мірою обумовлені тим, що зазначена апаратура, в силу властивих цьому класу технічних пристроїв (систем) функціональних особливостей, знаходиться в області дії двох найважливіших сегментів національного законодавства - про забезпечення єдності вимірів та технічне регулювання. Кожне із законів має притаманні йому цілі й області дії, понятійний апарат, і, що найважливіше, свої форми оцінки відповідності встановленим вимогам технічних засобів і пристроїв, що у сфері дії кожного їх.

Недосвідченим у тонкощах зазначених законодавств виготовлювачам і споживачам (замовникам) апаратури супутникової навігації часом досить складно розібратися, який документ, що має юридичну силу, повинен підтверджувати факт того, що ця апаратура відповідає встановленим обов'язковим вимогам і хто повноважний видавати такі документи. Тому різного роду рекомендації і роз'яснення щодо розглянутої проблеми максимально повинні спиратися на чинні нормативні правові акти у цій галузі, включаючи і встановлену термінологію. При цьому насамперед має братися до уваги функціональне призначення супутникової навігаційної апаратури.

Гладкі Віктор Михайлович, заступник з технічного регулювання керівника Комплексу з реалізації державної політики у сфері навігаційної діяльності НП «ГЛОНАСС», к.т.н., заслужений метролог РФ

ЛІТЕРАТУРА

1. Постанова уряду РФ від 25 серпня 2008 №641 "Про оснащення транспортних, технічних засобів і систем апаратурою супутникової навігації ГЛОНАСС або ГЛОНАСС/GPS".
2. Федеральний закон від 14 лютого 2009 року №22-ФЗ "Про навігаційну діяльність".
3. Технічний регламент "Про безпеку колісних транспортних засобів" (затверджений постановою уряду РФ від 10 вересня 2009 № 720).
4. Технічний регламент "Про безпеку залізничного рухомого складу" (затверджений постановою уряду РФ від 15 липня 2010 №524).
5. Технічний регламент «Про безпеку високошвидкісного залізничного транспорту» (затверджений постановою уряду РФ від 15 липня 2010 №533).
6. Технічний регламент "Про безпеку об'єктів внутрішнього водного транспорту» (затверджений постановою уряду РФ від 12 серпня 2010 №623).
7. Технічний регламент «Про безпеку об'єктів морського транспорту» (затверджений постановою уряду РФ від 12 серпня 2010 №620).
8. Технічний регламент Митного союзу «Про безпеку колісних транспортних засобів», ТР ТС 018/2011.
9. Технічний регламент Митного союзу «Про безпеку високошвидкісного залізничного транспорту» ТР ТС 002/2011 (затверджений Рішенням Комісії Митного союзу від 15 липня 2011 року №710).
10. Технічний регламент Митного союзу «Про безпеку залізничного рухомого складу» ТР ТС 001/2011 (затверджений комісією Митного союзу від 15 липня 2011 року № 710).
11. Технічний регламент Митного союзу «Про безпеку маломірних судів» ТР ТС 026/2012 (прийнято Радою Євразійської економічної комісії від 15 червня 2012 року №33).
12. «Положення про ліцензування перевезень пасажирів автомобільним транспортом, обладнаним для перевезень більше 8 осіб (за винятком випадку, якщо вказана діяльність здійснюється на замовлення або для власних потреб юридичної особи або індивідуального підприємця» (затверджено постановою уряду РФ від 2 квітня 2012 року №280) ).
13. "Порядок оснащення транспортних засобів, що знаходяться в експлуатації, включаючи спеціальні транспортні засоби, категорії M, що використовуються для комерційних перевезень пасажирів, та категорії N, що використовуються для перевезення небезпечних вантажів, апаратурою супутникової навігації ГЛОНАСС або ГЛОНАСС/GPS" (затверджений наказом міністерства транспорту РФ, наказ від 26 січня 2012 №20).
14. Наказ Мінтрансу Росії від 31 липня 2012 року №285 «Про затвердження вимог до засобів навігації, що функціонують з використанням навігаційних сигналів системи ГЛОНАСС або ГЛОНАСС/GPS та призначений для обов'язкового оснащення транспортних засобів категорії M, що використовуються для комерційних перевезень пасажирів, та категорії N , що використовуються для перевезення небезпечних вантажів.
15. ГОСТ Р 52928-2010 «Глобальна супутникова навігаційна система. Навігаційна апаратура споживачів. Терміни та визначення".
16. Федеральний закон від 26 червня 2008 № 102-ФЗ «Про забезпечення єдності вимірювань».
17. Наказ Мінпромторгу Росії від 15 лютого 2010 року №122 «Про затвердження Адміністративного регламенту виконання Федеральним агентством з технічного регулювання та метрології державної функції щодо віднесення технічних засобів до засобів вимірювань».
18. Правила ЄЕК ООН №39 «Єдині приписи щодо офіційного затвердження транспортних засобів щодо механізму для вимірювання швидкості, включаючи його встановлення».
19. Правила ЄЕК ООН №49 "Про прийняття одноманітних технічних розпоряджень для колісних транспортних засобів, предметів обладнання та частин, які можуть бути встановлені та/або використані на колісних транспортних засобах, та про умови взаємного визнання офіційних тверджень, що видаються на основі цих приписів" .
20. Міжнародна конвенція з охорони людського життя на морі 1974 - СОЛАС-74 (текст, змінений протоколом 1988), глава 5 «Безпека мореплавання».
21. Конвенція про міжнародну цивільну авіацію (Додаток 10 «Авіаційний електрозв'язок», том 1 «Радіонавігаційні засоби»).
22. Офіційний сайт Мінпромторгу Росії (http://www.minpromtorg.gov.ru/docs/projects/788).
23. Офіційний сайт Росстандарту, (http://www.fundmetrology.ru/10_tipy_si/list.aspx).
24. Постанова Уряду РФ від 1 грудня 2009 року №982 «Про затвердження єдиного переліку продукції, що підлягає обов'язковій сертифікації, та єдиного переліку продукції, підтвердження відповідності якої здійснюється у формі прийняття декларації про відповідність».
25. Рішення Колегії Євразійської економічної комісії від 25 грудня 2012 року № 293 «Про єдині форми сертифікату відповідності та декларації про відповідність технічним регламентам Митного союзу та правила їх оформлення».

"ВМ"-02-04

Використання супутникової навігаційної системи

для координатно-тимчасового забезпечення ЗС РФ

Генерал-майор В.М. БУРЕНОК, доктор технічних наук

Капітан 1 рангу О.Л. КОРЕПАНІВ

СУПУТНИКОВІ навігаційні системи (СНР) в даний час є найважливішим засобом координатно-тимчасового забезпечення (КВО) видів Збройних Сил Російської Федерації та інших силових відомств. Під КВО доцільно розуміти щодо самостійну частину навігаційного забезпечення операцій (бойових дій), призначену для постачання споживачів інформацією про їх місцезнаходження, час і параметри руху на користь власне навігації та інших видів забезпечення: розвідувального, топогеодезичного, картографічного, пошуково-рятувального та ін.

Виходячи зі специфіки споживачів координатно-часової інформації, можна виділити такі види КВО, пов'язані з областями застосування: КВО на користь нерухомих споживачів для отримання точних поточних географічних координат точки земної поверхні або об'єкта з метою топоприв'язки, геодезичної зйомки місцевості, картографування та ін; КВО на користь рухливих споживачів з метою вирішення завдань навігації морських та річкових суден, аеронавігації літальних апаратів, навігації наземних мобільних засобів, а також наведення високоточних засобів ураження повітряного, морського та наземного базування, викиди повітряних десантів та вантажів; КВО на користь високодинамічних споживачів з метою вирішення завдань балістичного та ефемерідно-тимчасового забезпечення застосування ракет-носіїв, розгінних блоків, космічних апаратів, балістичних ракет;

КВО споживачів з метою тимчасової прив'язки та частотної синхронізації їх дій.

У Росії застосування навігаційної апаратури споживачів (НАП) супутникової навігаційної системи ГЛОНАСС передбачено у всіх видах Збройних Сил та пологах військ, а також практично на всіх перспективних зразках озброєння, які складуть основу ударної потужності видів ЗС РФ у XXI столітті. Можна відзначити такі переваги використання СНР для забезпечення високоточного ураження цілей та управління військами:забезпечення високої точності потрапляння засобів ураження при діях за стаціонарними цілями з відомими координатами незалежно від характеру місцевості та пори року, освітленості (часу доби), хмарності та видимості (умов погоди), зміни мети та її радіолокаційної, теплової, візуальної та іншої контрастності; скорочення тривалості підготовки удару високоточною зброєю; збільшення дальності стрільби високоточними крилатими ракетами (оскільки відпадає необхідність відхилення від оптимального маршруту для прольоту над районами корекції); можливість узгодження з високою точністю дій космічних, повітряних, морських та наземних засобів збройної боротьби в єдиній глобальній системі координат та часу та ін.

Важливим напрямом використання НАП СНР ГЛОНАСС є забезпечення траєкторних вимірювань при проведенні пусків балістичних ракет, ракет-носіїв та розгінних блоків. Використання системи траєкторних вимірювань на базі НАП СНР ГЛОНАСС після підтвердження її характеристик дозволить практично відмовитися від наземного комплексу траєкторних вимірювань. При економії як фінансових витрат, так і кадрових ресурсів це забезпечить глобальність проведення вимірювань, що є важливим при здійсненні пусків з морських стартових позицій та в діапазонах азимутів пусків, що не забезпечуються вимірами існуючими засобами.

Аналіз існуючої номенклатури вітчизняної НАП СНР, яка використовується для навігаційного забезпечення військових споживачів, свідчить про наявність ряду проблем у їх створенні та застосуванні.

Перша - низькі обсяги поставок НАЛ СНР, внаслідок чого реальна оснащеність військових споживачів навігаційною апаратурою становить одиниці відсотків, а випускається промисловістю НАП СНР не забезпечує вирішення більшої частини стоящих завдань. Особливо гострий недолік у комплектах НАП СНР різної модифікації відчувають Сухопутні війська.

Друга проблема - незадовільні масогабаритні та точнісні характеристики НАП СНР. Зокрема, НАП «Період», що застосовується нині у Сухопутних військах, має масу 16,5 кг, а прийнята у 2003 році на озброєння НАП СНР «Грот» (2,1 кг) ще не набула широкого поширення. Застосовувана для навігаційного забезпечення операцій та бойових дій ВПС НАП СНР має аналогічні недоліки (приклад - одноканальна апаратура А-724М). Низькоорбітні СНР, що використовуються у ВМФ, не задовольняють вимогам морських споживачів за точністю, доступністю, цілісністю та безперервністю навігаційного забезпечення. НАП СНР ГЛОНАСС, що застосовується в Ракетних військах стратегічного призначення для завчасної геодезичної підготовки позиційних районів та при випробуваннях нових зразків ракетного озброєння, а також у Космічних військах для навігаційно-балістичного забезпечення управління космічними апаратами, має недоліки, суть яких полягає у невідповідності необхідних та реально досягнутих характеристик точності та надійності, відсутності методик використання коригуючої інформації для штатного складу апаратури та ін.

Третя проблема - необхідність обмеження у час доступу до коригуючої інформації споживачів, які мають цього права, а під час операцій та бойових дій - недопущення чи зниження ефективності застосування засобів диференціальної навігації ймовірним противником.

Приймачі СНР можуть бути використані для визначення координат географічних об'єктів, що відповідно до Закону РФ «Про державну таємницю» відноситься до секретних відомостей. Формально експлуатація цієї апаратури повинна бути заборонена для всіх фізичних осіб та дозволена лише юридичним особам, які мають відповідну ліцензію Однак зазначене обмеження є негативним стримуючим фактором у використанні СНР цивільними споживачами. Причому економічні втрати Росії відданої заборони, на наш погляд, істотно вищі за можливу шкоду, яку може бути завдано в результаті несанкціонованого визначення координат об'єктів приймачами СНР фізичних осіб. Уряд РФ своєю постановою від 29 березня 1999 року доручив федеральним органам виконавчої переглянути вищевказані обмеження, і навіть виробити заходи, що запобігають можливий збиток національної безпеки під час використання фізичними особами біля країни високоточних навігаційних коштів.

Четверта проблема (мабуть, найскладніша) – технологічне відставання російської промисловості від зарубіжної. По ряду архітектурних, програмно-математичних та схемотехнічних рішень вітчизняні розробки перевершують розробки передових розвинених країн. Однак технології мікроелектронного виробництва вітчизняної елементної бази з необхідними топологічними нормами, необхідними для виробництва сучасної та перспективної навігаційної апаратури ГЛОНАСС/GPS, зараз відсутні.

Розробка складної в технічному відношенні апаратури, якою є НАП СНР та апаратура засобів функціональних доповнень, неможлива без використання сучасних електронних засобів та технологій. Електронні компоненти, що застосовуються, повністю визначають такі основні характеристики апаратури, як габарити, маса, споживана потужність.

Головними тенденціями розвитку навігаційної апаратури споживачів супутникових навігаційних систем є мікромініатюризація, зниження енергоспоживання та зменшення вартості. Основний шлях досягнення цієї мети - використання спеціалізованої елементної бази, насамперед спеціалізованих великих інтегральних схем (СВІС). Відсутність необхідної для вітчизняної НАП елементної бази змушує виробників закуповувати її там. Застосування електрорадіовиробів іноземного виробництва у вітчизняних зразках озброєння та військової техніки є вимушеним заходом, обумовленим кризовим станом електронної промисловості та її найбільшої підгалузі – мікроелектроніки. Для впорядкування цього процесу міністром оборони у 2001 році було затверджено Інструкцію про порядок застосування електронних модулів, комплектуючих виробів та конструкційних матеріалів іноземного виробництва у системах, комплексах, зразках озброєння та військової технікита їх складових частинах.

Застосування електрорадіовиробів іноземного виробництва у зразках вітчизняного озброєння та військової техніки зумовлює необхідність вирішення додатково трьох завдань: забезпечення технологічної незалежності; оцінки відповідності вимогам, встановленим у комплексі державних військових стандартів «Клімат-7»; забезпечення інформаційної безпеки.

Найбільш результативні технічні рішення в галузі СНР-технологій досягнуті в даний час тільки для системи GPS. Перспективні приймачі цієї системи побудовані на базі двох-трьох надвеликих інтегральних схем, що дозволяє досягти високих експлуатаційних характеристик та низької вартості, а у поєднанні з успішним функціонуванням GPS – та великого ринкового попиту. Існуючі приймачі сигналів СНР ГЛОНАСС через відсутність відповідної спеціалізованої елементної бази поступаються за енергоспоживанням, масогабаритним характеристикам та вартості приймачам GPS у 3-10 разів.

Вирішення завдання створення сучасної вітчизняної елементної бази засноване на впровадженні перспективних мікроелектронних технологій з використанням найкращих світових досягнень автоматизованого проектування та серійного виготовлення електронних компонентів та створення на їх основі базових навігаційних модулів. Федеральною цільовою програмою «Глобальна навігаційна система» на ВАТ «Російський інститут радіонавігації та часу» покладено завдання розробки та освоєння виробництва НВІС, радіоелектронних компонентів та базових модулів для НАП та функціональних доповнень СНР ГЛОНАСС/GPS. До вирішення зазначеної задачі як співвиконавці залучаються вітчизняні підприємства, що мають найбільший науково-технічний та технологічний потенціал. Ключовими метою розробки є: забезпечення енергозберігаючих режимів функціонування; мінімізація часу першого визначення; забезпечення працездатності апаратури при малих рівнях сигналів СНР, впливах перешкод; забезпечення високої точності та стабільності вимірювань первинних радіонавігаційних параметрів.

Ще одна проблема в галузі розвитку СНР - значна номенклатура та різне конструктивне виконання навігаційної апаратури споживачів. В умовах обмеженості фінансових ресурсів це стримує оснащення військ та сил флоту зазначеною апаратурою та вимагає проведення заходів щодо її уніфікації. Основними цілями при цьому мають бути: скорочення витрат на їх створення, закупівлю, експлуатацію та технічний супровід; скорочення термінів їхнього створення; забезпечення системної сумісності та взаємозамінності коштів та їх складових частин; зниження витрат та зменшення складності підготовки особового складу для роботи з навігаційною апаратурою.

Зразки НАП СНР першого покоління розроблялися з урахуванням вимог щодо уніфікації, однак у них була реалізована лише внутрішньозаводська уніфікація. Нині вони виробили свій ресурс, морально застаріли та проводити роботи з їхньої уніфікації, на наш погляд, безглуздо. Доцільною є розробка уніфікованих рядів НАП, створюваних на основі базових моделей. Базові моделі НАП - зразки, що мають необхідний мінімум конструктивно та програмно реалізованих технічних рішень, що визначають особливу сферу застосування. Вони дозволяють створювати модифікації НАП, що враховують додаткові специфічні вимоги. Кожен уніфікований ряд є розвиток базової моделі в тому чи іншому напрямку. Нині вже існує кілька уніфікованих рядів НАП СНР.

Перший . Сімейство зразків розробки КБ «НАВІС», призначених на вирішення щодо неоперативних завдань далекої навігації, властивих переважно ВМФ. Створюється двочастотна модифікація, що задовольняє вимогам високоточних цілей, а також прибережної та ближньої навігації. Також створюється двочастотна модифікація на вирішення завдань топогеодезичного забезпечення ЗС РФ. Крім того, існує малогабаритний варіант, що носиться НАП СНС цього типу.

Другий . Сімейство зразків розробки НДІ КП, призначених для вирішення завдань з підвищеною точністю та оперативністю, таких, як топогеодезичне забезпечення ударів ракетних військ та артилерії, місцевизначення рухомих мотострілельних та танкових підрозділів, навігаційне забезпечення дій десантних підрозділів та особливо підрозділів сил спеціального призначення.

Третій . Сімейство зразків НАП розробки МКБ «Компас», призначених на вирішення завдань ВПС.

Крім зазначених є уніфікований ряд НАП СНР розробки ВАТ РІРВ для цивільних споживачів, можливість прийняття якої на озброєння ЗС РФ в даний час розглядається.

Основним видом уніфікації НАЛ СНР другого покоління є міжпроектна уніфікація НАЛ та засобів функціональних доповнень у рамках одного підприємства-виробника. Уніфікація між підприємствами практично не застосовується. Пов'язано це насамперед із особливостями сучасного проектування та виробництва НАП фірмами-виробниками на основі використання укрупнених модулів та елементів власної розробки. Крім того, є складнощі у передачі підприємством-розробником іншим фірмам оригінальних технологій виробництва комплектуючих. Ліквідація цього суттєвого недоліку потребує рішення в рамках реформи, що проводиться в оборонно-промисловому комплексі.

Основними перспективними напрямками уніфікації зразків НАЛ військового призначенняможуть бути: уніфікація функціональних модулів, габаритних, приєднувальних та настановних розмірів;

уніфікація протоколів зовнішнього та внутрішнього інформаційного обміну, інтерфейсу користувача; уніфікація переліку та змісту типових процесів та операцій підготовки, контролю, випробувань та виконання основних цільових завдань навігаційних засобів; уніфікація програмного забезпечення.

Широке використання всіх форм уніфікації дозволить суттєво підвищити ефективність створення та застосування навігаційних засобів військовими споживачами.

Підсумовуючи, можна відзначити, що з метою підвищення рівня координатно-часового забезпечення, а також для найбільш повної реалізації потенційних можливостей системи ГЛОНАСС необхідно проведення єдиної державної та насамперед військово-технічної політики у сфері застосування супутникової навігаційної системи. Доцільно активізувати роботи з формування єдиних вимог до військової НАП СНР на основі системних міжвидових досліджень, запровадження стандартів, що визначають всі основні аспекти процесу розробки та застосування військової НАП СНР.

Для коментування необхідно зареєструватись на сайті