Historia GLONASS
System nawigacji satelitarnej GLONASS powstał pod koniec lat 60., a formalności formalne zakończono w 1970 r. Rząd Związku Radzieckiego podjął decyzję o rozwoju systemu w 1976 r. Prace projektowe prowadzili specjaliści pod kierownictwem Władimira Czeremisina z NPO PM w Krasnojarsku-26 . Pierwszy start miał miejsce w 1982 roku. Do swojego rozwiązania w 1991 roku Związek Radziecki wystrzelił 43 satelity związane z GLONASS. Prace nad systemem kontynuowała Federacja Rosyjska co przyniosło mu pełną zdolność operacyjną w 1995 roku. W kolejnych latach system popadł w ruinę z powodu kryzysu gospodarczego w kraju i zmniejszonych funduszy kosmicznych. Począwszy od 2000 r. rząd prezydenta Władimira Putina uczynił przywrócenie GLONASS najwyższym priorytetem; jego finansowanie zostało podwojone i po kilku latach przerwy wznowiono starty. W 2003 roku wprowadzono nowy projekt satelity, GLONASS-M. Na początku 2011 roku GLONASS miał 22 operacyjne satelity, o dwa mniej niż wymagana konstelacja 24, aby zapewnić globalny zasięg. Najnowszy i znacznie ulepszony typ satelity, GLONASS-K , został uruchomiony w lutym 2011 roku.
1970–1979: Początek i projekt
Pierwszym satelitarnym systemem radionawigacyjnym opracowanym w Związku Radzieckim był Tsiklon , którego celem było zapewnienie okrętom podwodnym z pociskami balistycznymi metody dokładnego pozycjonowania. 31 satelitów Tsiklon zostało wystrzelonych w latach 1967-1978. Główny problem z systemem polegał na tym, że chociaż był bardzo dokładny dla statków nieruchomych lub wolno poruszających się, wymagał kilku godzin obserwacji ze strony stacji odbiorczej, aby ustalić pozycję, co czyni go bezużytecznym dla wielu celów nawigacyjnych i naprowadzania pocisków balistycznych nowej generacji.
W latach 1968-1969 instytuty badawcze Ministerstwa Obrony , Akademii Nauk i Marynarki Wojennej ZSRR współpracowały nad opracowaniem jednego systemu nawigacji sił powietrznych, lądowych, morskich i kosmicznych. Wymogi takiego systemu zostały sformułowane w dokumencie ukończonym w 1970 r. Sześć lat później, w grudniu 1976 r., plan rozwoju systemu został przyjęty przez KC KPZR i Radę Ministrów ZSRR w dekrecie zatytułowany „O wdrożeniu ujednoliconego systemu nawigacji kosmicznej GLONASS”.
Zadanie zaprojektowania GLONASS powierzono grupie młodych specjalistów z NPO PM w mieście Krasnojarsk-26 (dziś Zheleznogorsk ). Pod przewodnictwem Władimira Czeremisina opracowali różne propozycje, z których dyrektor instytutu Grigorij Czerniawski wybrał ostateczną. Prace zakończono pod koniec lat 70.; system składałby się z 24 satelitów działających na wysokości 20 000 km na średniej orbicie kołowej. Byłby w stanie szybko ustalać pozycję stacji odbiorczej na podstawie sygnałów z 4 satelitów, a także ujawniać prędkość i kierunek obiektu. Satelity byłyby wystrzeliwane po 3 naraz na ciężkim Protonie rakieta. Ze względu na dużą liczbę satelitów potrzebnych do programu, NPO PM zlecił produkcję satelitów firmie PO Polyot w Omsku , która miała lepsze możliwości produkcyjne.
Pierwotnie GLONASS miał dokładność 65 m, ale w rzeczywistości miał dokładność 20 m w sygnale cywilnym i 10 m w sygnale wojskowym. Satelity GLONASS pierwszej generacji miały 7,8 m wysokości, 7,2 m szerokości, mierząc w poprzek ich paneli słonecznych, i masę 1260 kg.
1980–1995: Osiągnięcie pełnej konstelacji orbitalnej
Na początku lat 80. NPO PM otrzymało od PO Polyot pierwsze prototypowe satelity do testów naziemnych. Wiele wyprodukowanych części było niskiej jakości, a inżynierowie NPO PM musieli przeprowadzić znaczne przeprojektowanie, co doprowadziło do opóźnienia. 12 października 1982 roku trzy satelity, oznaczone Kosmos-1413, Kosmos-1414 i Kosmos-1415, zostały wystrzelone na pokładzie rakiety Proton . Ponieważ tylko jeden satelita GLONASS był gotowy do wystrzelenia na czas zamiast oczekiwanych trzech, zdecydowano się wystrzelić go wraz z dwoma makietami. Amerykańskie media podały zdarzenie jako wystrzelenie jednego satelity i „dwóch tajnych obiektów”. Amerykanie przez długi czas nie mogli poznać natury tych „obiektów”. The Agencja Telegraficzna Związku Radzieckiego (TASS) relacjonowała start, opisując GLONASS jako system „stworzony do określania pozycji samolotów lotnictwa cywilnego, transportu marynarki wojennej i łodzi rybackich Związku Radzieckiego”.
Od 1982 do kwietnia 1991 Związek Radziecki z powodzeniem wystrzelił łącznie 43 satelity związane z GLONASS oraz pięć satelitów testowych. Kiedy Związek Radziecki rozpadł się w 1991 roku, działało dwanaście funkcjonalnych satelitów GLONASS na dwóch płaszczyznach; wystarczyłoby na ograniczone wykorzystanie systemu (do pokrycia całego terytorium kraju potrzeba by było 18 satelitów). Federacja Rosyjska przejął kontrolę nad konstelacją i kontynuował jej rozwój. W 1993 roku system, składający się obecnie z 12 satelitów, został formalnie uznany za operacyjny, aw grudniu 1995 roku konstelacja została ostatecznie doprowadzona do optymalnego stanu 24 operacyjnych satelitów. Dzięki temu precyzja GLONASS dorównała amerykańskiemu GPS , który osiągnął pełną zdolność operacyjną dwa lata wcześniej.
1996–1999: Kryzys gospodarczy i popadanie w ruinę
Ponieważ satelity pierwszej generacji działały przez 3 lata każdy, aby utrzymać pełną wydajność systemu, konieczne byłyby dwa wystrzelenia rocznie, aby utrzymać pełną sieć 24 satelitów. Jednak w trudnym finansowo okresie 1989–1999 finansowanie programu kosmicznego zostało ograniczone o 80%, w wyniku czego Rosji nie było stać na takie tempo startu. Po osiągnięciu pełnego składu w grudniu 1995 r. dalsze wystrzeliwanie odbywało się dopiero w grudniu 1999 r. W rezultacie konstelacja osiągnęła swój najniższy punkt z zaledwie 6 działającymi satelitami w 2001 r. Jako wstęp do demilitaryzacji, odpowiedzialność za program została przeniesiona z the Ministerstwo Obrony Rosji cywilnej agencji kosmicznej Roscosmos .
2000–2007: Ponowne starania i modernizacja
Na początku XXI wieku, za prezydentury Władimira Putina , rosyjska gospodarka ożywiła się, a finanse państwa znacznie się poprawiły. Sam Putin szczególnie interesował się GLONASS, a przywrócenie systemu stało się jednym z głównych priorytetów rządu.
W tym celu w sierpniu 2001 r. uruchomiono Federalny Program Celowy „Globalny System Nawigacji” 2002–2011 (decyzja rządu nr 587). Program otrzymał budżet w wysokości 420 milionów dolarów i miał na celu przywrócenie pełnej konstelacji do 2009 roku. [ Potrzebne źródło ] Program został podzielony na trzy fazy. W pierwszej fazie konstelacja zostałaby częściowo przywrócona do 18 satelitów i wprowadzony zostałby nowy typ satelity (GLONASS-M). W drugim etapie (2006–2011) system zostałby w pełni operacyjny z 24 satelitami i innym, mniejszym i dokładniejszym projektem satelity, GLONASS-K zostałby wprowadzony.
10 grudnia 2003 r. po raz pierwszy wystrzelono satelitę drugiej generacji, GLONASS-M. Miał nieco większą masę niż podstawowy GLONASS, wynoszący 1415 kg, ale miał dwukrotnie dłuższą żywotność oryginału, zmniejszając wymagany wskaźnik wymiany o 50%. Nowy satelita miał również lepszą dokładność i możliwość nadawania dwóch dodatkowych sygnałów cywilnych.
W 2006 roku minister obrony Siergiej Iwanow nakazał udostępnienie jednej z sygnalizatorów (o dokładności 30 m) użytkownikom cywilnym. Putin nie był jednak z tego zadowolony i zażądał, aby cały system był w pełni dostępny dla wszystkich. W związku z tym 18 maja 2007 roku wszystkie ograniczenia zostały zniesione. Dokładny, dawniej wojskowy sygnał o precyzji 10 m jest od tego czasu swobodnie dostępny dla użytkowników cywilnych.
W połowie pierwszej dekady XXI wieku rosyjska gospodarka rozkwitła, co spowodowało znaczny wzrost krajowego budżetu kosmicznego. W 2007 roku znacznie zwiększono finansowanie programu GLONASS. Jego budżet został prawie podwojony: podczas gdy w 2006 roku GLONASS otrzymał z budżetu federalnego 181 milionów dolarów, w 2007 roku kwota ta wzrosła do 380 milionów dolarów.
Ostatecznie na program w latach 2001–2011 wydano 140,1 mld rubli (4,7 mld dolarów), co czyni go największym projektem Roskosmosu i pochłonął jedną trzecią jego budżetu na 2010 rok, który wyniósł 84,5 mld rubli.
2008–2011: Przywrócenie pełnej wydajności
W czerwcu 2008 r. system składał się z 16 satelitów, z których 12 było wówczas w pełni operacyjnych. Roskosmos dążył do posiadania pełnej konstelacji 24 satelitów na orbicie do 2010 roku.
Promowanie użytku komercyjnego
Chociaż konstelacja GLONASS zbliża się do zasięgu globalnego, jej komercjalizacja, zwłaszcza rozwój segmentu użytkowników, jest niewystarczająca w porównaniu z amerykańskim systemem GPS. Na przykład pierwsze komercyjne rosyjskie urządzenie nawigacyjne GLONASS do samochodów, Glospace-SGK 70, zostało wprowadzone na rynek w 2007 roku, ale było znacznie większe i droższe niż podobne odbiorniki GPS.
Protekcjonistyczny środek mający na celu poprawę segmentu użytkowników GLONASS został zaproponowany przez głównego akcjonariusza JFSC Sistema, Vladimira Evtushenkova . Na spotkaniu z premierem Rosji Władimirem Putinem Jewtuszenkow wezwał do wprowadzenia zakazu importu wszystkich urządzeń obsługujących GPS, chyba że te urządzenia obsługują również Glonass. Evtushenkov twierdził, że rosyjskie władze rozpoczęły już negocjacje z głównymi dostawcami, takimi jak Nokia, Siemens i Motorola. Władimir Putin zgodził się, że „to dobrze, że nasi partnerzy rozumieją naszą potrzebę ochrony naszych interesów narodowych i promowania naszego produktu”. Według rosyjskich ekspertów możliwe było skuteczne zakazanie również urządzeń mobilnych, takich jak smartfony. Niektórzy producenci twierdzili, że jeśli dodatkowe koszty dodania GLONASS byłyby zbyt wysokie, mogliby rozważyć wyłączenie funkcji nawigacji satelitarnej w urządzeniach przeznaczonych na rynek rosyjski, aby uniknąć zakazu importu.
Po spotkaniu grupy roboczej ds. interoperacyjności i kompatybilności GPS-GLONASS (WG-1), które odbyło się w grudniu 2006 r. w Moskwie, ogłoszono, że w przyszłości satelity GLONASS będą transmitować CDMA oprócz FDMA . Dzięki temu GLONASS byłby kompatybilny z odbiornikami GPS, GALILEO i Compass, które również wykorzystują metodę CDMA. Zmiana systemu GLONASS z jego obecnej FDMA na format GPS i Galileo umożliwiłaby prostemu odbiornikowi jednoczesne korzystanie z wielu systemów satelitarnych.
11 sierpnia 2010 r. Wicepremier Siergiej Iwanow, odpowiedzialny za rozwój GLONASS, wezwał do nałożenia 25% cła importowego na wszystkie urządzenia obsługujące GPS, chyba że są one kompatybilne z GLONASS. Proponuje się wprowadzenie cła od stycznia 2011 r. Rosyjskie władze uważają, że posunięcie to „pobudzi międzynarodowe zainteresowanie” systemem.
27 października 2010 r. Siergiej Iwanow potwierdził plan wprowadzenia 25% cła importowego na wszystkie urządzenia obsługujące GPS, w tym telefony komórkowe, chyba że są one kompatybilne z GLONASS. Ponadto rząd planuje zmusić wszystkich producentów samochodów w Rosji do produkcji samochodów z systemem GLONASS począwszy od 2011 roku. Dotknie to wszystkich producentów samochodów, w tym zagraniczne marki, takie jak Ford i Toyota, które mają zakłady montażu samochodów w Rosji.
Obecne chipy GPS i pasma podstawowego telefonów od głównych dostawców ST-Ericsson , Broadcom CSR i Qualcomm obsługują GLONASS w połączeniu z GPS. Wszelkie ograniczenia dotyczące importu prawdopodobnie niewiele zmienią, ponieważ większość urządzeń dostarczanych na całym świecie wkrótce będzie obsługiwała GLONASS.
W 2009 roku szef Rosyjskiej Federalnej Agencji Kosmicznej Anatolij Perminow ogłosił nowy projekt GLONASS o nazwie „ERA” ( ros . ЭРА ГЛОНАСС ), skrót od „Emergency Response to Accidents” ( ros . Система экстренного реагирования при ава Ryś ). System ten będzie świadczył usługi lokalizacyjne dla połączeń alarmowych i jest oparty na europejskim eCall . W 2012 roku pomyślnie przeprowadzono testy interoperacyjności w Finlandii przy użyciu rosyjskiego systemu ERA-GLONASS terminali i infrastruktury zgłoszeń alarmowych eCall. Strefy pilotażu testów zostaną uruchomione w Rosji w 2013 roku, a do 2017 roku wszystkie nowe pojazdy będą musiały być wyposażone w sprzęt ERA-GLONASS.
Pierwsza faza projektu obejmie wyposażenie samochodów w odbiorniki GLONASS oraz stworzenie oprogramowania zaplecza, które dostarczy operatorom call center w ramach służb ratowniczych dane geograficzne . Druga faza obejmie również telefony i smartfony obsługujące GPS /GLONASS .
Planowany jest również projekt o nazwie „Społeczny GLONASS”. Pomoże osobom wymagającym nadzoru, takim jak osoby starsze, dzieci i osoby z wadami wzroku.
Kończenie konstelacji
Rosyjski cel ukończenia konstelacji w 2010 roku poniósł porażkę, gdy w grudniu 2010 roku nie powiodło się wystrzelenie trzech satelitów GLONASS-M. Sam Proton -M działał bez zarzutu, ale górny stopień Blok DM3 (nowa wersja, która miała odbyć swój dziewiczy lot) został załadowany zbyt dużą ilością paliwa z powodu awarii czujnika. W rezultacie górny stopień i trzy satelity uderzyły w Ocean Spokojny . Kommersant oszacował, że niepowodzenie startu kosztowało do 160 milionów dolarów. prezydent Rosji Dmitrij Miedwiediew zarządził pełny audyt całego programu o wartości 2 miliardów dolarów i dochodzenie w sprawie niepowodzenia.
Po niefortunnym wypadku Roskosmos aktywował dwa satelity rezerwowe i zdecydował, że pierwszego satelity GLONASS-K , który ma zostać wystrzelony w lutym 2011 r., będzie częścią konstelacji operacyjnej, a nie głównie do testów, jak pierwotnie planowano. W ten sposób łączna liczba satelitów wzrosłaby do 23, uzyskując niemal całkowity zasięg na całym świecie. Drugi GLONASS-K byłby gotowy w ciągu trzech do czterech miesięcy.
GLONASS-K trzeciej generacji mają żywotność operacyjną 10 lat, w porównaniu do 7-letniej żywotności GLONASS-M drugiej generacji i 3-letniej żywotności oryginalnego satelity GLONASS. Masa nowego satelity to zaledwie 750 kg, w porównaniu do 1450 kg GLONASS-M. Oznacza to, że dwie rakiety mogą krążyć jednocześnie na Sojuz-2.1b , a na orbicie sześciu rakiet Proton-M . W przeciwieństwie do tego, tylko trzy satelity GLONASS-M mogą być wystrzelone na Proton-M jednocześnie. Oczekuje się, że nowy projekt satelity podwoi dokładność systemu GLONASS.
2011–2020: Przejście na sygnały CDMA
W wywiadzie z 28 maja 2014 r. Nikolay Testoyedov - prezes ISS Reshetnev - stwierdził, że produkcja GLONASS-M zakończy się w 2015 r., A GLONASS-K będzie produkowany wyłącznie po tej ostatniej partii. W wywiadzie dla GPS World z 14 grudnia 2014 r. Stwierdził, że chociaż pierwotnym pomysłem było posiadanie tylko dwóch prototypów GLONASS-K1, po których miała nastąpić produkcja GLONASS-K2, zachodnie sankcje ograniczyły dostawy elektroniki odpornej na promieniowanie. W związku z tym postanowili uruchomić dodatkowe dziewięć GLONASS-K1 jako wymianę floty, podczas gdy kończyli projekt GLONASS-K2. 11 maja 2015 roku Leonid Gusev, jeden z głównych projektantów systemu GLONASS i COSPAS-SARSAT , zmarł w wieku 92 lat.
W prezentacji z maja 2015 r. Testoyedov spodziewał się, że ostatni GLONASS-M poleci pod koniec 2017 r., a produkcja seryjna GLONASS-K1 rozpocznie się na początku 2018 r., tuż po wystrzeleniu pierwszego prototypu GLONASS-K2. Prezentacja pokazała co najmniej jedenaście dodatkowych satelitów GLONASS-K1 latających do 2020 r. 30 lipca 2015 r. ISS Reshtev ogłosiła, że ukończyła ostatni statek kosmiczny GLONASS-M (nr 61) i przechowuje go w oczekiwaniu na start, wraz z dodatkowymi ośmioma już zbudowanymi satelitami.
2022: Plany bojkotu
Po rosyjskiej inwazji na Ukrainę w 2022 r . polski inżynier Daniel Kucharski z University of Texas w Austin złożył petycję o wycofanie międzynarodowego wsparcia GLONASS i bojkot platformy, podpisaną przez dziesiątki tysięcy osób.