История спутниковой навигации
 
Взгляд из ОКБ-10 / КБ ПМ / НИИ ПМ / ИСС имени академика М.Ф. Решетнёва
 
СПУТНИКОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
 
История ОКБ-10, ныне ОАО «Информационные спутниковые системы имени М.Ф. Решетнёва», неотделима от такого направления космической деятельности, как применение искусственных спутников Земли для пространственно-временного позиционирования движущихся и стационарных объектов. О вкладе ИСС в развитие спутниковых радионавигационных систем в нашей стране и их перспективах рассказывается в научно-историческом очерке.
 
Пространственно-временное позиционирование с помощью искусственных спутников Земли (ИСЗ), используемых в качестве подвижных радио- и (или) радиооптических маяков, предполагает решение двух основных задач. Первая - навигационное обеспечение движущихся объектов и оперативная топогеодезическая привязка различного рода стационарных объектов (например, обеспечение театров военных действий, строительства и т.п.). Вторая - решение прикладных и фундаментальных геодезических и геофизических задач. Навигационное и оперативное топогеодезическое обеспечение с использованием ИСЗ в качестве подвижных радиомаяков включает в себя образование спутником (или орбитальной группировкой спутников) локального или глобального радионавигационного поля. Это поле позволяет объектам, оснащенным специальными приёмниками, определять полный вектор своего состояния: время, координаты местоположения, скорость и углы пространственной ориентации, или отдельные элементы этого вектора, например, только две плановые координаты.
 
Космическая геодезия предполагает определение взаимного положения пунктов в геодезических сетях и установление связи между локальными (национальными) геодезическими системами; определение координат пунктов геодезических сетей в абсолютной системе координат, отнесённой к центру масс Земли, создание единой Всемирной геодезической сети; определение и уточнение параметров гравитационного поля Земли (геопотенциала), а также фундаментальных геофизических и геодезических постоянных.
 
Основной импульс бурному развитию в СССР применения искусственных спутников Земли для решения навигационных и геодезических задач придала необходимость достижения паритета с США в стратегических ядерных силах, в первую очередь в морской составляющей ядерной триады. Эффективность применения ракетного оружия зависит от точности знания координат местоположения точек старта; ускорения силы тяжести в них и направления стрельбы, а также от точности знания координат местоположения целей в единой общеземной системе координат; параметров геопотенциала в виде превышений геоида (истинной фигуры Земли) над Общим земным эллипсоидом, являющимся его математической моделью, уклонений отвесной линии от нормали к его поверхности.
 
Непосредственная привязка целей к определённым методами космической геодезии координатам опорных пунктов единой геодезической сети на зарубежных территориях осуществляется фотографической или радиолокационной разведкой, а также с использованием специальных спутников. Построенная методами космической геодезии высокоточная Всемирная геодезическая сеть и уточнённые параметры геопотенциала являются также координатной основой функционирования спутниковых радионавигационных систем.
 
Спутниковые методы навигационного обеспечения и решения геодезических задач имеют целый ряд преимуществ перед традиционными астрономическими (определение местоположения по наблюдениям небесных светил) или радионавигационными с использованием радиомаяков наземного базирования. Применение астрономических оптических методов ограничивается погодными условиями (облачность, дымка, туман исключают возможность визуального наблюдения светил в 60% случаев), а радиоастрономических с использованием, например, радиоизлучения Солнца - его длительным сезонным отсутствием в высоких широтах.
 
Радионавигационные системы со станциями наземного базирования («Лоран-А», «Лоран-С», «Омега», «Тропик», «Маршрут» и др.) как правило, не обеспечивают глобальности создаваемых ими радионавигационных полей. К тому же им свойственна существенная зависимость точности от взаимного расположения и удаления потребителя от станций (погрешности определений координат от 300 м в ближних зонах, до 30 км - на значительных удалениях от станций).
 
Решение в глобальной постановке геодезических задач (построение Всемирной геодезической сети, модели общеземного эллипсоида, уточнение параметров гравитационного потенциала Земли, уклонений отвесной линии и др.) традиционными методами, с применением только наземных средств (триангуляция и гравиметрические съёмки), возможно лишь теоретически из-за громадного объёма работ и, соответственно, необходимости многолетней длительности их проведения. Кроме того, невозможно проводить такие работы на территориях большинства зарубежных стран. Поэтому применение спутниковых методов в радионавигации и геодезии стало неизбежным и единственным эффективным средством.
 
Спутниковая навигация вносит наиболее весомый вклад в глобальную информатизацию. Спутниковые навигационные системы (СНС) обладают целым рядом таких уникальных характеристик, как глобальное покрытие, всепогодность, независимость от времени года и суток, высокая точность позиционирования, относительная независимость от наземных средств, высокие показатели живучести и готовности. Спутниковой навигации предстоит заменить в недалёком будущем все другие радионавигационные средства. СНС в ближайшее время составят неотъемлемую часть инфраструктуры государства и непосредственно будут влиять не только на безопасность, но и на развитие промышленного производства и транспортных коммуникаций.
 
СПУТНИКОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ
 
Первое в СССР научно обоснованное предложение об использовании ИСЗ для навигации родилось ещё до запуска первого советского спутника. В Военно-воздушной инженерной академии имени А.Ф. Можайского (ныне Военно-космическая академия, Санкт-Петербург) в 1955-1957 г.г. проводились исследования возможностей использования радиоастрономических методов для самолётовождения, направленные на определение технических путей создания самолётных радиопеленгаторов (координаторов) собственного радиоизлучения Солнца, Луны и удалённых дискретных источников. Исследования ограничивались малым количеством небесных источников, мощность которых была бы достаточна для приёма малогабаритными антеннами, размещаемыми на борту самолёта. В связи с этим и возникла идея об использовании искусственных небесных тел, снабжённых радиопередатчиками необходимой мощности.
 
Ракетная техника к тому времени набрала потенциал, достаточный для вывода на околоземную орбиту малого искусственного тела, хотя о подготовке к запуску в нашей стране первого спутника тогда ещё мало кто знал. В проводившихся исследованиях было предложено применять спутники в качестве орбитальных радионавигационных точек (РНТ). При этом отмечалось, что наблюдения за орбитальной РНТ, в отличие от медленно перемещающихся по небосводу Солнца и Луны, позволяют за короткий сеанс получать достаточный для решения навигационной задачи набор изменяющихся параметров. Было сделано заключение о технической осуществимости идеи и о перспективности применения ИСЗ как носителей радионавигационных сигналов.
 
Одновременно исследования в области применения ИСЗ в качестве подвижных радионавигационных ориентиров проводились и в других научно-исследовательских учреждениях Минобороны, в частности, в НИИ навигации, океанографии и гидрографии ВМФ (9 НИИ ВМФ), НИИ РВСН (4 ЦНИИ МО), Военно-морской академии им. Адмирала Флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова и др.
 
В начале 1958 г. академик В.А. Котельников по результатам слежения за первым советским спутником опубликовал статью об использовании эффекта Доплера для определения параметров орбиты ИСЗ. Одновременно специалистами Лаборатории прикладной физики им. Дж. Гопкинса (США) была установлена возможность решения обратной задачи: определение координат местоположения станции слежения на основе точных сведений о параметрах орбиты. Так было положено начало конкретным разработкам по созданию спутниковых радионавигационных систем на основе сети низкоорбитальных ИСЗ.
 
Эти работы у нас в стране были начаты, к сожалению, несколько позже, чем в США. Понимая всю важность высокоточного надёжного навигационного обеспечения подводных атомных ракетоносцев, США ещё в 1958 г. приступили к созданию первой спутниковой радионавигационной системы «Транзит», получившей впоследствии название NNSS (Navy Navigation satellite System - навигационная спутниковая система ВМС). Эти работы завершились к 1965 г. развёртыванием группировки в составе четырёх навигационных спутников «Транзит» на околокруговых полярных орбитах высотой 1000 км, наземной системы управления и бортового корабельного оборудования.
 
С каждого спутника «Транзит» излучалось по два когерентных фазоманипулированных навигационных сигнала с несущими частотами 150 МГц и 400 МГц, содержащих в своём составе навигационную (эфемериды спутника), временную (метки времени) и телеметрическую информацию.
 
Система разработана лабораторией прикладной физики университета им. Дж. Гопкинса по заказу ВМС США для высокоточного навигационного обеспечения атомных подводных ракетоносцев, вооружённых баллистическими ракетами «Поларис». В июле 1967 г. в США принято правительственное решение о предоставлении NNSS и для гражданских судов, и не только в самих США, но и за их пределами.
 
Научные исследования и имеющиеся у нас в начале 60-х годов отрывочные сведения об американских спутниках «Транзит» свидетельствовали об актуальности создания аналогичной отечественной системы. Однако, постановлениями ЦК КПСС и Совмина 1959 года предусматривалось решение с использованием ИСЗ задач фото- и радиоразведки, связи и гидрометеорологии. Задачи навигационного обеспечения с использованием ИСЗ отражения в них не нашли.
 
Коллектив ОКБ-10 в этот период был загружен изготовлением и наземной отработкой ракеты-носителя 11К65 ИСЗ «Стрела-1» и «Стрела-2». Однако руководству предприятия было понятно, что эти работы не являются достаточными для полной занятости ОКБ-10 среди предприятий ракетно-космической отрасли. Было решено закрепить за предприятием такое направление как разработка и создание космических систем и космического аппарата (КА) спутниковой радиосвязи, телевещания и координатно-временного обеспечения.
 
В 1963 г. ОКБ-10 вышло с предложениями о разработке и создании отечественной спутниковой навигационной системы. Эта инициатива была воспринята руководством Госкомитета СССР по оборонной технике без особого энтузиазма, поскольку в действующих директивных документах по ракетно-космической тематике задачи спутниковой радионавигации были упущены.
 
Чтобы обойти бюрократические препоны, руководство ОКБ-10 вынуждено было искать решение в рамках уже имеющихся директивных документов. Одним из этих документов было предписано ОКБ-1 (главный конструктор С.П. Королев) создание в интересах ВМФ спутниковой системы радиосвязи с использованием ИСЗ «Молния-2». Прошло четыре года, но к этой разработке ОКБ-1 так и не приступило из-за загруженности другими очень важными работами. Тогда и родилась идея повышения эффективности боевой деятельности кораблей ВМФ, в первую очередь атомных подводных ракетоносцев, совмещением в рамках единого спутника типа «Молния-2» функций и связного ретранслятора, и навигационного радиомаяка.
 
 
 
М.Ф. Решетнев и С.П. Королёв на Енисее, 1960 год
 
 
Такой спутник предоставлял бы подлодкам возможность за одно подвсплытие на перископную глубину провести сеанс двусторонней радиотелеграфной связи с береговыми пунктами управления, а также определение своего местоположения и курса в интересах кораблевождения и прицеливания ракет. Проработки показали, что при некотором уточнении требований к оперативным характеристикам связи и изменении высоты орбиты такой спутник будет способен комплексно решать задачи и радионавигации, и радиотелеграфной связи, то есть обеспечивать управление применением оружия с повышением его эффективности.
 
В рациональности этой «рокировки» предстояло убедить С.П. Королева, а также заказчика спутниковой радиосвязи на аппараты «Молния-2» в лице начальника управления связи Главного штаба ВМФ вице-адмирала Г.Г. Толстолуцкого, главного конструктора систем радиосвязи на базе ИСЗ «Молния-1» и «Молния-2» М.Р. Капланова и, конечно, руководство Госкомитета СССР по оборонной технике. В конце концов, это было сделано. ОКБ-10 приступило к созданию первого в мировой практике совмещённого навигационно-связного спутникового комплекса «Циклон», став, таким образом, «родоначальником» спутниковой навигации в Советском Союзе.
 
К началу разработки комплекса определилась и основная кооперация разработчиков: ОКБ-10 (ныне ОАО «Информационные спутниковые системы имени М.Ф. Решетнёва» (ИСС)) - разработчик навигационно-связного космического аппарата и ракеты-носителя; НИИ 695 (ныне МНИИ РС) - разработчик бортовой и корабельной аппаратуры радиотелеграфной связи; НИИ-195 (ныне ОАО «РИРВ») - разработчик бортовой и корабельной навигационной угломерно-дальномерной аппаратуры, бортовой, наземной и корабельной аппаратуры системы синхронизации; НИИ-885 (ныне ОАО «Российские космические системы») - разработчик бортовой и корабельной доплеровской навигационной аппаратуры, а также бортовой и наземной командно-измерительной аппаратуры.
 
У каждого из этих предприятий было достаточно много смежников второго и третьего уровня, так что основной организующий разработку правительственный документ - план-график ВПК - охватывал более полусотни предприятий различных министерств и ведомств.
 
В1965 г. головная роль в разработке и лётных испытаниях навигационно-связного комплекса «Циклон» была поручена ОКБ-10. В последующем, разработка спутниковых навигационных систем «Циклон-Б» («Парус»), «Цикада» и «Ураган» (ГЛОНАСС) осуществлялись при головной роли ОКБ-10 (КБ прикладной механики, КБПМ, НПО ПМ, ИСС).
 
Разработка и изготовление навигационных приёмников в составе семи базовых комплектаций («Шмель» - для подлодок и кораблей ВМФ; «Шкипер»- для гражданских и военных судов; «Горн» и «Фланг» - соответственно для военных и гражданских самолётов; «Даман» - для подвижных объектов Сухопутных войск; «Период» - ранцевый вариант для войсковых подразделений; «Дельта» - для баллистических ракет) была предусмотрена тактико-технических заданием на Единую космическую навигационную систему «Ураган», выданным разработчикам в 1978 г.
 
Гензаказчиком навигационно-связного комплекса было определено образованное в 1965 г. в структуре Ракетных войск стратегического назначения Центральное управление космических средств (ЦУКОС, в 1970 году преобразовано в Главное управление космических систем Минобороны, ГУКОС). Заказчиком корабельных и наземных средств системы связи -Управление связи и наблюдения Главного штаба ВМФ, а корабельных аппаратурных комплексов системы навигации - Главное управление навигации и океанографии ВМФ. Председателем госкомиссии по проведению лётных испытаний соответствующим решением ВПК был назначен вице-адмирал Г.Г. Толстолуцкий.
 
В составе экспериментального навигационно-связного комплекса «Циклон» на лётно-конструкторские испытания были представлены:
 - ракетно-космический комплекс, включавший ракету-носитель 11К65М и космический аппарат (КА) 11Ф617 «Циклон», технический и стартовый комплексы на космодроме Плесецк;
 - командно-измерительные станции «База» на наземных измерительных пунктах (ныне - отдельные командно-измерительные комплексы, ОКИК):14-й (Щёлково), 12-й (Колпашево) и 15-й (Уссурийск);
 - корабельные комплексы навигационной аппаратуры «Импульс-Б» и «Штырь-Б», установленные на экспедиционном океанографическом судне «Николай Зубов», а также на ОКИК-14 (на техздании 202);
 - корабельные комплексы («Цунами-Б»), установленные на четырёх дизель-электрических подлодках проекта 640, и береговой комплекс («Цунами-В»), установленный в Североморске на командном пункте Северного флота, аппаратурные комплексы радиотелеграфной связи;
 - центр управления спутниковой навигацией и связью (КПНС, Горки Ленинские Московской области).
 
По информационным характеристикам система «Циклон» существенно превышала американскую NNSS. В отличие от NNSS, обеспечивавшей определение только плановых координат местоположения по измерениям доплеровского смещения частоты излучаемого со спутников двухчастотного (150 и 400 МГц) радиосигнала, отечественный навигационно-связной спутник дополнительно к доплеровскому двухчастотному излучал ещё и импульсный радиосигнал на частоте около 10 ГГц (длина волны - 3 см).
 
Спутник также был оснащён ретранслятором «Цунами-А» для радиотелеграфной связи подлодок и кораблей ВМФ с береговыми пунктами управления, а также тех и других между собой. Связь могла осуществляться как в режиме непосредственной ретрансляции (на интервалах нахождения абонентов в зонах совместной радиовидимости, то есть на удалениях до 4-5 тыс. км), так и глобально, с задержкой на время переноса спутником информации.
 
Дополнительный навигационный радиосигнал на частоте около 10 ГГц предназначался для коррекции корабельной инерциальной системы курсоуказания путём определения направления истинного меридиана (азимута фиксированного направления, в частности, диаметральной плоскости корабля, от которой осуществляется прицеливание оружия по направлению стрельбы). Угловые измерения производились специальным корабельным радиосекстаном «Цезий», разработанным в НИИ-303 (ныне ЦНИИ «Электроприбор») для угловых измерений по радиоизлучению Солнца и доработанным в части возможности слежения за относительно быстро (в сравнении с Солнцем) перемещающимся по небосводу спутником.
 
Состыкованной с радиосекстаном корабельной дальномерной аппаратурой «Импульс-Б» (НИИ-195) одновременно с угловыми измерениями могли производиться и беззапросные дальномерные измерения, которые, наряду с радиально-скоростными, повышали как надёжность навигационного сеанса, так, при совместной обработке, и точность местоопределений корабля.
 
Увеличение количества возлагаемых на спутник задач было обусловлено тем, что, в силу ряда географических особенностей и оперативно-тактических соображений, бассейн Северного Ледовитого океана был определён одним из основных районов боевого патрулирования отечественных атомных подводных ракетоносцев. Использование же других видов радиосвязи, кроме спутниковой, в высоких широтах подвержено ряду ограничений. Так же, как и определение поправки курсоуказания по угловым измерениям небесных светил (визуальная обсервация звёзд ограничена метеоусловиями, а приём радиоизлучения Солнца - его практически круглосуточным нахождением ниже местного горизонта в осенне-зимний период). Задача излучения радиосигналов сантиметрового диапазона для уточнения поправки курсоуказания не потеряла актуальности и должна быть реализована на навигационных спутниках следующих поколений, начиная с КА «Глонасс-К».
 
Технические характеристики КА «Циклон»: орбита круговая, высотой 1000 км и наклонением 83 град.; масса - 800 кг; мощность системы электропитания - 200 Вт; герметичный контейнер для аппаратуры; система ориентации - пассивная магнитно-гравитационная; солнечная батарея - неориентированная; система терморегулирования - активная газожидкостная с использованием корпуса солнечной батареи в качестве радиатора; срок активного существования - 6 месяцев.
 
Конструктивно-компоновочная схема КА «Циклон» и его бортовые сервисные системы стали основой унифицированного ряда космических аппаратов на низких орбитах (КАУР-1). К этому ряду относится целое семейство разработанных в ОКБ-10 навигационных, связных, геодезических и научных спутников: 11Ф627 («Парус»), 11Ф643 («Цикада»), 17Ф118 («Надежда»), 11Ф621 («Сфера»), 11Ф626 («Стрела-2М»), ИС («Ионосферная станция»).
 
Значительным достижением в спутникостроении явились оригинальные разработки пассивной магнитно-гравитационной системы ориентации космического аппарата. Были разработаны и налажено производство магнитного успокоителя, ленточного штыря с механизмом выдвижения и др. Совместно с А.В. Михайловым - автором известного «критерия устойчивости Михайлова» - были созданы для экспериментальной отработки системы ориентации уникальный полифилярный стенд и стенд для проведения магнитных измерений.
 
Уникальной являлась также конструкция термостатированного каркаса неориентированной солнечной батареи, который одновременно выполнял функции радиатора в бортовой системе терморегулирования. Многолетняя эксплуатация показала очень высокую эффективность, надёжность и стабильность характеристик таких солнечных батарей. Совместно с солнечными батареями разработки ВНИИТ использовались герметичные никель-кадмиевые (НКГ) аккумуляторные батареи разработки НИАИ «Источник», которые могли обеспечивать срок активного существования до 3-5 лет. Для КА ряда КАУР-1 было разработано несколько модификаций батарей (22НКГ-15С; 23НКГ-15С; 22НКГ-30СА и др.).
 
Пять КА «Циклон» было изготовлено на Механическом заводе КБПМ. Через три года после выпуска директивы, 27 ноября 1967 г., навигационно-связной ИСЗ «Циклон» («Космос-192») был выведен на орбиту РН 11К65М с космодрома Плесецк.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     Первый КА «Циклон» полетел с начертанным на нём председателем госкомиссии женским именем.  Вспоминает ведущий конструктор Е.Н. Григорьев: «Г.Г. Толстолуцкий в монтажно-испытательном корпусе с разрешения Михаила Фёдоровича Решетнёва и с моей помощью фломастером написал на борту спутника имя своей дочери Наташи по случаю её дня рождения.
 
   Присутствующий тут же, тогда ещё кавторанг, В.А. Фуфаев заметил, что при испытаниях морской крылатой ракеты он тоже сделал на стабилизаторе одной из них надпись, только мелом. «И что же вы написали?» - одобрительно спросил Г.Г. Толстолуцкий. «Я написал "ЗИМ"», ответил В.А. Фуфаев. «А что означает эта аббревиатура?» - «Задолбаем иностранную марку», ответил В.А. Фуфаев. Сентиментальный Г.Г. Толстолуцкий обиделся и больше в тот день с ним не разговаривал».
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Решетнёв
Михаил Фёдорович
 
Григорьев
Евгений Николаевич
 
Толстолуцкий
Григорий Григорьевич
 
 
Когда в 1964 г. готовились директивные документы, система «Циклон», по аналогии с системами на базе КА «Стрела-1» (11Ф610), «Стрела-2» (11Ф611), «Молния-1» (11Ф67), была названа «экспериментальной». Это сказалось на её судьбе.
 
В 1969 г. на основании успешных натурных испытаний как спутников «Циклон»,так и корабельных и наземных средств комплекса, был подготовлен итоговый отчёт. При докладе его основных положений на заседании госкомиссии Г.М. Чернявский по согласованию с М.Ф. Решетнёвым предложил заказчику принять комплекс «Циклон» на вооружение, так как все тактико-технические характеристики комплекса были проверены и удовлетворяли тактико-техническому заданию. Однако это предложение вызвало негативную реакцию Г.Г. Толстолуцкого. Категорически возражая, он приводил формальный довод, что нельзя принимать на вооружение систему, которая называется экспериментальной.
 
Фактически, причина была в другом. ВМФ тогда ещё не успел в достаточном количестве оснаститься корабельной аппаратурой спутниковой радиосвязи и навигации. Не был к тому времени подготовлен и Центр управления навигации и связи, да и возможности спутников в части ежевитковой продолжительности излучения навигационных сигналов были весьма ограничены.
 
И всё же в начале 1972 года экспериментальный навигационно-связной комплекс был принят в опытную, или, как выражался Г.Г. Толстолуцкий, в «опытовую» эксплуатацию в составе четырёх КА «Циклон», получив при этом шифр «Залив».
 
Одновременно с этим начался второй этап ОКР, которому на период разработки и лётных испытаний был присвоен шифр «Циклон-Б», а спутнику - индекс 11Ф627.
 
По сравнению с экспериментальным комплексом, точность и ряд других эксплуатационных характеристик КА и, в целом, навигационно-связной системы были существенно улучшены. В частности, был увеличен срок активного существования спутника с 6 месяцев (КА «Циклон») до одного года (КА 11Ф627), а также решена задача автоматизированного управления навигационным обеспечением и связью. В ВМФ при активном участии КБПМ фактически была внедрена автоматизированная система управления радиосвязью и навигационным обеспечением с созданием командного пункта навигации и связи (КПСН) на территории полка дальней радиосвязи ВМФ в районе Горок Ленинских. Место это посвящённые называли «Ямстердам», из-за расположенной недалеко деревни Ям.
 
По существу, это была первая, в своём роде, система сбора и управления маршрутами прохождения спутниковой информации, включающая в себя центр управления и два береговых приёмо-передающих пункта (ПППИ), расположенных в Североморске и Петропавловске-Камчатском. В совокупности они обеспечивали возможность радиосвязи с любым спутником системы на каждом витке. Поэтому максимальная продолжительность прохождения радиодонесений между береговыми пунктами управления и подлодками (кораблями) в режиме с переносом информации в любой район Мирового океана не превышала драконического периода обращения навигационно-связного КА (105 мин).
 
Кроме управления радиосвязью, из-за энергетических ограничений на космическом аппарате требовалось также управлять включением и выключением навигационных передатчиков. Спутники «Циклон» могли обеспечить излучение доплеровского навигационного сигнала только в течение 25% продолжительности витка, а угломерно-дальномерного и того меньше - только в течение 10%. Для КА «Парус» эта продолжительность была увеличена до 50% и 12,5% соответственно для доплеровского и угломерно-дальномерного передатчиков. Такие ограничения потребовали реализации заявочного принципа работы навигационных передатчиков. То есть их включения для излучения навигационных сигналов только над заявленными главным командным пунктом ВМФ районами Мирового океана и последующего выключения.
 
Первоначально работы по автоматизации управления связью и навигационным обеспечением были развёрнуты в отделе 32 КБПМ. Разработанное с участием специалистов 37-й кафедры Военно-морской академии программно-математическое обеспечение применялось в вычислительном центре созданного по инициативе Г.Г. Толстолуцкого КПНС для планирования навигационного обеспечения и организации обмена двусторонними радиодонесениями подлодок и кораблей с береговыми пунктами управления.
 
К тому времени руководство КБПМ осознало необходимость развёртывания на предприятии фронта работ по автоматизации управления спутниками и другим космическим системам, в частности, Единой системы спутниковой связи на высокоэллиптических и геостационарных орбитах. С этой целью в структуре предприятия впоследствии был образован специальный отдел (226-й, ныне 420-й), занимающийся управлением, автоматизацией управления, а также принципами построения и курированием развёртывания наземных комплексов управления космическими аппаратами и системами.
 
На базе накопленного при пусках КА «Циклон-Б» опыта планирования и взаимодействия КПНС со 153-м Центром управления космическими объектами и 50-м ЦНИИ КС Минобороны, совместно с РНИИ КП была разработана АСУ навигационно-связной системой с автоматизацией всех этапов планирования, расчёта командно-программной информации, передачи её на НИПы для последующей закладки на борт КА.
 
Расчёт и формирование информации производился тогда на ЭВМ М-222. Система управления получилась компактной и автономной.
 
Разработка конструкторской документации, наземная экспериментальная отработка и изготовление КА «Циклон-Б» были переданы на Омский авиационный завод (ПО «Полёт»), где было решено изготавливать навигационные спутники разработки КБПМ.
 
Системными вопросами (орбитальная структура системы, структурно-функциональные схемы и схемы деления, точность навигации, определение и прогнозирование эфемерид, программно-методическая документация по лётным испытаниям) занималось подразделение отдела 32, впоследствии отдела 38 КБПМ.
 
Первый запуск спутника «Циклон-Б» (КА 11Ф627Д1Л) произведён 26 декабря 1974 г. («Космос-700»). После завершения лётных испытаний спутниковая навигационно-связная система в составе шести КА «Парус» постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 9 сентября 1976 г. № 748-252 была принята на вооружение, и ей был присвоен шифр «Парус». Эксплуатация системы «Парус» продолжалась до недавнего времени, в основном, в интересах подлодок и кораблей ВМФ.
 
В 1977-1978 г.г. за работы по созданию системы «Парус» группе разработчиков были присуждены Ленинская (лауреат от КБПМ Г.М. Чернявский) и Государственная (лауреат от КБПМ Е.Н. Григорьев) премии. Более девятисот участников работ были награждены орденами и медалями.
 
К сожалению, отечественная навигационно-связная система «Парус» в плане её широкого использования гражданскими судами не могла конкурировать с американской NNSS («Транзит»). Дело в том, что комплексирование в рамках единого спутника задач по определению координат местоположения, уточнению поправки курсоуказания и двухсторонней радиотелеграфной связи очень важно для повышения эффективности боевого использования системы, особенно стратегическими подводными лодками ВМФ. Однако это комплексирование наложило и ограничения на непрерывность излучения спутниками радионавигационных сигналов, которые, как уже отмечалось, могли излучаться только над определёнными, заявленными ВМФ районами Мирового океана.
 
В то же время для навигационного обеспечения неограниченного количества гражданских судов (да и военных тоже) требовалась непрерывность излучения сигналов на всём протяжении каждого витка и в течение всего времени активного существования спутников.
 
С этой целью по предложениям КБПМ, поддержанным Минморфлотом, Минрыбхозом, Мингеологии, АН СССР и ВМФ, на базе навигационно-связного спутника «Циклон» был разработан специальный, «чисто» навигационный спутник, получивший
шифр и индекс 11Ф643 («Цикада»), обеспечивающий искомую непрерывность излучения доплеровского двухчастотного навигационного сигнала в течение всего срока активного существования.
 
Гарантированный срок его службы на орбите был увеличен вдвое по сравнению со спутником «Парус» и составил два года. При разработке спутника была предусмотрена возможность его последующих модернизаций, обеспечивающих дальнейшее повышение точности, автономности и других эксплуатационных характеристик.
 
Первый запуск на орбиту спутника «Цикада» (№ 11Л) состоялся 15 декабря 1976 г.
 
В ходе разработки и лётных испытаний системы «Цикада» был проведён комплекс фундаментальных работ по повышению точности низкоорбитальных навигационных систем.
«Цикада», как и «Циклон-Б», функционировали на круговых приполярных орбитах высотой 1000 км и наклонением к плоскости экватора 83 град. На спутниках «Цикада» и «Циклон-Б» устанавливались одинаковые двухчастотные (150 и 400 МГц) передатчики доплеровских навигационных сигналов. Управление и эфемеридное обеспечение осуществлялось одними и
теми же средствами наземного комплекса, и поэтому они обеспечивали практически одинаковую точность определения местоположения.
 
Достигнутая ко времени завершения лётных испытаний спутников «Циклон-Б» точность местоопределений по их радиосигналам была существенно хуже, чем предоставляемая американскими спутниками «Транзит», и составляла 250-300 м. Такие погрешности в значительной мере были обусловлены уровнем определения и прогнозирования элементов орбит спутников и, соответственно, эфемерид в их навигационных сигналах. Поэтому по инициативе КБПМ в план-график ВПК на разработку спутниковой навигационной системы «Цикада» был включён комплекс работ, направленных на повышение в 3-4 раза достигнутой в системе «Циклон-Б» точности, в первую очередь за счёт повышения качества эфемеридного обеспечения.
 
На «навигационные» околокруговые орбиты высотой 1000 км и наклонением 83 град, последовательно было выведено несколько изготовленных в КБПМ геодезических спутников «Сфера», оснащённых бортовой радиогеодезической аппаратурой. Широко разветвлённой по всем шести континентам, включая Антарктиду, сетью специальных пунктов наблюдения Военно-топографического управления Генштаба ВС и пятью океанографическими судами Главного управления навигации и океанографии ВМФ, поставленными на якорные стоянки в специально подобранных мелководных местах Атлантического, Индийского и Тихого океанов, в течение достаточно продолжительного времени производились измерения траекторных навигационных параметров по этим спутникам.
 
По результатам камеральной обработки всего объёма этой измерительной информации была получена специальная уточненная модель движения спутников. В результате существенного повышения точности эфемерид точность местоопределений по спутникам «Циклон-Б» и «Цикада» кораблями ВМФ и гражданскими судами была повышена до 80-100 м, сравнявшись с американской NNSS («Транзит»).
 
Это, наряду с непрерывностью излучения сигналов спутниками «Цикада», существенно расширило область их применения и эффективность навигационного обеспечения, в том числе и гражданских судов. А в сообщениях ТАСС о запусках спутников «Цикада» стало указываться их истинное предназначение. В то время практически при всех запусках ИСЗ серии «Космос» об их назначении туманно сообщалось: «для дальнейших исследований космического пространства».
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    Вспоминает В.И. Ермоленко: «В феврале 1974 года мы с Г.П. Кимом (руководителем проектной группы по навигационным КА в отделе 32) коротали субботний вечер за чаем, кофе и т.п. в московской гостинице ЦДСА (ныне «Славянка»). Тогда ещё не начались лётные испытания навигационно-связного КА 11Ф627, но идея создания «чисто» навигационного спутника уже «овладела массами» и была поддержана «наверху». Разрабатывался эскизный проект спутника и навигационной системы в целом, готовились директивные документы и т.д.
 
     В ходе разговора родилась идея, что неплохо было бы сделать будущую навигационную систему практически автономной. То есть перенести наиболее трудоёмкую процедуру управления навигационными спутниками - их ежесуточное зфемеридное обеспечение (баллистики и управленцы знают, какая нагрузка при этом ложится на наземные измерительные средства НКУ, линии связи и баллистический центр) с Земли на спутник.
 
     С этой целью радиосигналы для измерения текущих навигационных параметров (ТНП) следовало излучать не со спутников, а с нескольких автономных территориально разнесённых наземных радиомаяков, а на спутниках установить измерители радиальной псевдоскорости и вычислители. То есть «перевернуть» схему измерений ТНП. Эту идею позже мы обговорили с Н.Е. Ивановым (главный конструктор навигационно-геодезического направления в РНИИ КП) и В.А. Салищевым (один из его начальников отделов), которые ею заинтересовались и поддержали.
 
     Побывали мы также в подмосковном Зеленограде на предприятии Г.Я. Гуськова, которое занималось в том числе и бортовыми ЦВМ. Разрабатываемая в то время у них БЦВМ «Салют-6» по её проектным характеристикам вполне подходила для решения этой задачи. Наше руководство (В.Ф. Черемисин, Л.С. Пчеляков, Г.М. Чернявский и М.Ф. Решетнёв) это предложение одобрило, и в разработанных группой Г.П. Кима инженерных дополнениях на конструкторскую документацию КА «Цикада» резервы для установки на спутниках такой аппаратуры были предусмотрены (на навигационных КА «Цикада» устанавливались грузомакеты этой аппаратуры). По разным причинам реализовать это «в металле» не удалось.
 
     Зато, когда в конце 1970-х годов СССР, США, Францией и Канадой было подписано соглашение о совместном создании международной космической системы обнаружения и определения координат терпящих бедствие, то, благодаря заложенным при проектировании КА «Цикада» резервам, в СССР уже был готовый спутник.
 
    Он смог стать практически без перекомпоновки платформой для установки на него в качестве дополнительной полезной нагрузки разработанного РНИИ КП бортового ретранслятора (406/1544МГц) «аварийных» сигналов. Спутник как нельзя более, из-за своего навигационного назначения и уже внедрённого высокоточного эфемеридного обеспечения, для этой цели подходил».
 
За разработку и создание системы «Цикада» группе разработчиков была присуждена Государственная премия СССР 1982 года. От НПО ПМ званий лауреатов были удостоены В.И. Ермоленко и О.В. Загар. Большая группа участников работ награждена орденами и медалями.
Ермоленко
Владислав Иванович
 
Пчеляков
Леонид Сергеевич
Черемисин
Владимир Филиппович
Загар
Олег Вячеславович
 
Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 20 ноября 1979 г. № 1029-305 навигационная система «Цикада» в составе четырёх КА «Цикада» была принята в эксплуатацию для навигационного обеспечения кораблей ВМФ и гражданских судов.
 
В дальнейшем, благодаря возможности модернизации, спутники «Цикада» в рамках международного соглашения были дооборудованы радиокомплексами, обнаруживающими, принимающими и обрабатывающими излучаемые аварийными радиобуями (АРБ) на частоте 406 МГц сигналы. Измеренные аппаратурой спутника по этим сигналам, навигационные параметры оснащённого АРБ терпящего бедствие объекта (судна, самолёта и др.) на частоте 1544 МГц ретранслировались со спутника. По принятым одним или несколькими наземными пунктами приёма сигналам устанавливался факт бедствия и с точностью до 1-2 км определялись его географические координаты. Факт бедствия и его географические координаты немедленно по обычным каналам связи передавались на центральную станцию международной системы для организации поисково-спасательных операций.
 
Спутники «Цикада», дооборудованные радиокомплексами обнаружения и ретрансляции «аварийных» радиосигналов, назывались «Цикада-Н» (индекс 17Ф118). «Н» - это первая буква в слове «Надежда» (шифр предложен Л.С. Пчеляковым, первым начальником основного проектного отдела 32, интеллигентным и слегка сентиментальным). К тому времени он уже работал начальником отдела в организации «Морсвязьспутник» Минморфлота СССР, курировавшей от нашей страны эту разработку.
 
Международная спутниковая система обнаружения и определения координат терпящих бедствие получила название «КОСПАС-SARSAT» (КОСПАС - КОсмическая Система Поиска Аварийных Судов и самолетов; SARSAT - Search And Rescue Satellite Aided Tracking). Первый отечественный спутник этой системы был выведен на «навигационную» орбиту высотой 1000 км и наклонением 83 град. 30 июня 1982 г. («Космос-1383»), а второй - в марте 1983 г. («Космос-1447»).
 
Вместе с двумя запущенными в июне и декабре 1984 г. и дооборудованными аналогичными радиокомплексами американскими метеоспутниками NOAA1 они образовали космический сегмент международной (СССР, США, Франция и Канада) системы. Входящие в него спутники «Цикада-Н» одновременно выполняли свои функции по непрерывному излучению двухчастотных навигационных сигналов в составе навигационной системы «Цикада».
 
Эксплуатация системы «КОСПАС-SARSAT» началась в первой половине 80-х годов и продолжается по сей день. На счету этой системы не одна тысяча спасённых человеческих жизней. Счёт спасённым с её помощью был открыт менее, чем через месяц после запуска нашего «Космос-1383», единственного к тому времени спутника в системе. С его помощью тогда были обнаружены и эвакуированы трое канадцев, потерпевших авиакатастрофу в горах Британской Колумбии.
 
Система «КОСПАС-SARSAT» одобрена Международной морской организацией (IMO) и Международной организацией гражданской авиации (ICAO), которые приняли решение об обязательном её использовании всеми морскими судами (с 1995 г.) и самолётами (с 2005 г.). Система «КОСПАС-SARSAT» позволяет сократить продолжительность поисково-спасательных работ и их стоимость приблизительно в 10 раз. Услуги системы бесплатны.
 
К сожалению, общая деградация отечественной ракетно-космической отрасли в 1990-е годы сказалась и на российской части космического сегмента КОСПАС, для содержания которой тогда перестали выделяться даже минимально необходимые средства. Только совсем недавно были разработаны и в 2009-м году выведены на орбиты спутники «Стерх» (замена спутникам «Цикада-Н», «Надежда»). Однако они не используются по целевому назначению из-за отказов бортовой аппаратуры.
 
Не лучшим образом обстоит у нас дело с аварийными радиобуями для «КОСПАС- SARSAT». Во всём мире их сегодня эксплуатируется более миллиона, а в России - только порядка нескольких тысяч. Поэтому, когда где-нибудь в тайге или тундре падает самолёт или вертолёт, их зачастую не могут найти месяцами.
 
В дальнейшем задачу обнаружения и «засечки» географических координат терпящих бедствие планируется решать с использованием систем ГЛОНАСС, GPS, в перспективе и Galileo
. Применение для этих целей высоколетящих навигационных спутников поднимет результативность решения задачи на новый качественный уровень в части оперативности доведения информации об авариях и точности определения их координат (до 1-2 минут и 30-50 метров соответственно). При этом также станет возможной организация специальных каналов оповещения для специальных пользователей.
 
КА "Цикада"
КА "Сфера"
 
СПУТНИКОВЫЕ РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ
 
Радионавигационные спутниковые системы второго поколения на основе сети высокоорбитальных ИСЗ являются логическим продолжением и развитием спутниковой радионавигации. В системах первого поколения, использующих в качестве подвижных радиомаяков низкоорбитальные (высотой порядка 1000 км) спутники, определение местоположения производится по сигналам одного, находящегося в зоне радиовидимости, КА. При этом в качестве разнесённых радиоориентиров, например, трёх, используется три положения одного и того же спутника при его пролёте в зоне радиовидимости пользователя.
 
Однако, при таком способе решения навигационной задачи возможно определение пользователями только двух плановых координат местоположения. Три же других важных параметра, такие как высота над уровнем моря, скорость и направление движения, не только не определяются, а даже, для уверенного определения плановых координат, должны быть известны с достаточно высокой точностью. Продолжительность обсервации низкоорбитального спутника в навигационном сеансе составляет порядка 10 минут. При этом погрешность учёта пользователями собственной скорости в один метр в секунду (3,6 км в час или, в судоводительской терминологии, 2 узла) приводят к дополнительной погрешности определения местоположения в 600 метров. А погрешность в один угловой градус по направлению движения (курсу) при скорости корабля 20 узлов (36 км в час) за те же 10 минут приводит к дополнительной ошибке местоположения в 105 метров.
 
Механизм влияния погрешности в знании высоты над поверхностью основного земного эллипсоида (в первом приближении над уровнем моря) на точность определения горизонтальных координат несколько сложнее. Но и здесь погрешность учёта собственной высоты приводит к двух-, трёхкратному возрастанию ошибки в определении плановых координат. Поэтому использование сигналов низкоорбитальных спутников для позиционирования с приемлемой точностью в авиации и наземном транспорте практически исключено.
 
Наконец, низкоорбитальным навигационным системам свойственна дискретность или периодичность навигационного обеспечения. Так, состоящая из четырёх спутников система «Цикада» предоставляет пользователям возможность обсервации навигационных спутников с периодичностью порядка двух-трёх часов - в приэкваториальных, полутора часов - в средних и 40 минут - в высоких широтах. Теоретически, конечно, можно обеспечить постоянное нахождение в зонах радиовидимости пользователей не менее одного некорректируемого низкоорбитального спутника с продолжительностью обсервации его не менее 5-6 минут (минимально необходимая продолжительность сеанса обсервации низкоорбитального навигационного КА), но требуемое для этого их количество очень велико - порядка 50-70.
 
Всё это ограничивает область применения навигационных систем первого поколения («Парус», «Цикада», «Транзит»), в основном, задачами кораблевождения, в качестве средств периодической коррекции корабельных автономных навигационных систем счисления координат.
 
Расширение круга потенциальных пользователей на море, суше и в воздушно-космическом пространстве, необходимость создания непрерывного высокоточного навигационного поля, позволяющего в любой точке земной поверхности и околоземного пространства в любой момент времени произвести высокоточное определение полного вектора состояния (трёх координат, трёх составляющих скорости и времени) выдвинули задачу создания принципиально новой спутниковой навигационной системы.
 
Отдельные «отвлечённые» проработки по определению облика такой системы проводились в КБПМ ещё на рубеже 1960-70-х годов в рамках некоторых научно-исследовательских работ (например, НИР «Прогноз»). В частности, было определено, что орбитальная структура такой системы должна обеспечивать в любой точке земной поверхности постоянную радиовидимость не менее четырёх спутников. Спутники должны находиться на высоких (порядка 19-20 тыс. км) околокруговых наклонных орбитах.
 
Минимальное количество таких спутников должно быть не менее 18 с детерминированными друг относительно друга орбитальными позициями. Радионавигационные сигналы таких спутников, то есть их бортовые шкалы времени, должны быть с высокой (наносекундной) точностью синхронизированы между собой.
 
Наносекундная (до миллиардных долей секунды) точность синхронизации обусловлена требуемой высокой (дециметровой) точностью дальномерных измерений, так как последние интерпретируются произведениями времени распространения сигналов на скорость света в вакууме (300 тыс. км/сек.) То есть каждая наносекунда рассинхронизации эквивалентна 30-ти сантиметровой погрешности в дальномерных измерениях.
 
По измерениям псевдодальностей до четырёх космических аппаратов определяются три пространственные координаты пользователя и поправка к его часам относительно системной шкалы времени, а затем по скорости изменения измеренных псевдодальностей определяются и три составляющие вектора скорости пользователя, а также скорость ухода его времени относительно системной шкалы.
 
Возможность высокоточной привязки времени пользователей к единой шкале времени системы даёт основание считать такие спутниковые навигационные системы и глобальными системами единого времени.
 
Как и при создании низкоорбитальных навигационных систем, мы шли вслед за США: к полномасштабной разработке спутниковой навигационной системы второго поколения (ГЛОНАСС) мы приступили примерно на пять лет позже, чем в США началась разработка GPS. В США уже к началу 1970-х годов были развёрнуты проектные и экспериментальные работы по созданию навигационной системы второго поколения - глобальной спутниковой системы позиционирования GPS. Это отработка в натурных условиях (проекты «Таймейшн», «621В» и др.) различных бортовых стандартов частоты (кварцевых, рубидиевых, на цезиевых атомно-лучевых трубках), проведение «перевёрнутого» эксперимента с размещением четырёх передатчиков навигационных сигналов на Земле, а навигационного приёмника на самолёте, и ряд других экспериментов.
 
Первый американский навигационный спутник «Навстар» был выведен на круговую орбиту высотой 20200 км 22 февраля 1978 г. Вскоре был построен фрагмент орбитальной структуры из четырёх таких спутников. Стало очевидным, что создаваемая в США универсальная навигационная система существенно повысит боевую эффективность всех видов их вооруженных сил и, в первую очередь, стратегических ядерных вооружений. Это вынуждало СССР принимать ответные меры, поэтому было принято решение о создании спутниковой навигационной системы, аналогичной американской GPS.
 
Эта работа была доверена НПО ПМ, что было обусловлено его предыдущими достижениями в спутникостроении. В НПО ПМ тогда уже трудился многочисленный коллектив опытных специалистов. На предприятии имелась лучшая в Сибири экспериментальная база. Производство космических аппаратов осуществлялось на Механическом (в составе НПО ПМ) и Омском авиационном (ПО «Полёт») заводах. К этому времени было выведено на орбиты уже несколько сотен спутников разработки НПО ПМ, имелся опыт теории и практики построения орбитальных структур из космических аппаратов, используемых в различных информационных целях.
 
«Ускорительный» импульс полномасштабному развёртыванию работ по созданию навигационной системы второго поколения придала необходимость повышения боевой эффективности стратегических ракет морского базирования. Речь шла о коррекции по радиосигналам навигационных спутников траекторий ракет РСМ-54 с разделяющимися головными частями на участках разведения боевых блоков индивидуального наведения. Создание этого комплекса было ответом СССР на развёрнутые в США работы по баллистическим ракетам морского базирования «Трайдент» и находилось под особым контролем ЦК КПСС и Совета министров СССР.
 
Если по двум основным оперативно-тактическим характеристикам (дальность и забрасываемый вес) наша ракета РСМ-54 даже немного превосходила американскую «Трайдент», то по третьей - точности - и, соответственно, возможностям эффективного поражения защищённых точечных (малоразмерных) целей до неё явно не дотягивала.
 
Выход и разработчики, и заказчик морского ракетного комплекса видели в привлечении к уточнению траекторий ракет в полёте метрических измерений (дальностей и их производных) до навигационных спутников находящейся к тому времени у всех «на слуху» перспективной высокоорбитальной навигационной системы. На морских баллистических ракетах уже тогда устанавливалась аппаратура астрокоррекции, но с помощью неё компенсировались, в основном, только ошибки прицеливания по направлению стрельбы. Кроме того, метрические измерения по навигационным спутникам значительно более информативны и точны, чем угловые измерения небесных светил, которые не могли обеспечить требуемую точность коррекции.
 
В конце сентября 1974 г. на представительном совещании в Миассе, на базе головного предприятия по морским баллистическим ракетам (ныне Государственный ракетный центр им. В.П. Макеева), с участием НПО ПМ, НИИ автоматики (разработчик бортовых систем управления морских баллистических ракет, Екатеринбург), НИИ вооружения ВМФ, а также управления ракетно-артиллерийского вооружения ВМФ был подписан протокол. В нём отмечалось, что использование спутниковых сигналов ракетами в конце активного участка для повышения точности стрельбы принципиально возможно и что для окончательного ответа на этот вопрос необходимо провести ряд дополнительных исследований.
 
С 1975-го года, ещё до выхода директивных документов ЦК КПСС и СМ СССР, работы по высокоорбитальной навигационной системе заметно активизировались и на первых порах проводились в соответствии с ведомственными приказами и указаниями.
 
На этапе разработки и натурных испытаний новой системе был присвоен шифр ЕКНС (единая космическая навигационная система) «Ураган», а навигационному спутнику - индекс 11Ф654. Единой она тогда была названа потому, что, в отличие от систем «Парус» и «Цикада», предназначалась для навигационного, топогеодезического и временного обеспечения всех видов Вооружённых сил и гражданских потребителей.
 
В1976г. НПО ПМ, совместно со смежными предприятиями промышленности и научно-исследовательскими учреждениями Минобороны, были разработаны и доложены на межведомственной комиссии технические предложения по навигационной системе второго поколения. В 1977 г. подписано дополнение к ним в части применения системы в целях коррекции траекторий баллистических и крылатых ракет, а в 1978 г. - эскизный проект навигационной системы второго поколения.
 
Основными соисполнителями от промышленности являлись Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения (РНИИ КП), Российский институт радионавигации и времени (РИРВ), Центральный НИИ машиностроения (ЦНИИМаш) и ПО «Полёт». Основные соисполнители от Минобороны: 50 ЦНИИ МО (сегодня входит в состав 4 ЦНИИ МО), 29-й НИИ военно-топографической службы Генштаба ВС, 9-й Научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт ВМФ и др.
 
В основу орбитального построения навигационных систем второго поколения заложен принцип постоянного глобального перекрытия поверхности Земли, воздушного и околоземного космического пространства зонами радиовидимости одновременно не менее, чем четырёх навигационных спутников. То есть любой пользователь, находящийся в любой точке Земли или околоземного пространства, должен постоянно иметь возможность наблюдать одновременно (с вероятностью 100%) не менее четырёх таких спутников.
 
Произведённые пользователем дальномерные беззапросные (псевдодальномерные) измерения до каждого из них позволяют определить три искомых координаты и расхождение между часами (шкалой времени) пользователя и часами спутников, приведёнными к единой системной шкале времени. По скорости изменения измеренных псевдодальностей (радиальным псевдоскоростям) до этих спутников определяется и вектор скорости пользователя. Возможность непрерывного слежения за навигационными ориентирами, предоставляемая спутниковыми навигационными системами второго поколения, позволяет по-новому подойти к построению бортовых систем управления различных подвижных объектов и заменить основанные на гироприборах довольно сложные и дорогостоящие автономные средства счисления параметров движения сравнительно простыми и недорогими навигационными приёмниками.
 
Таким образом, построение навигационной системы должно отвечать следующим условиям:
 в глобальном масштабе обеспечивать возможность обсервации в любой момент времени не менее четырёх спутников с оптимальными с точки зрения точности решения навигационной задачи конфигурациями их «созвездий»;
 навигационные радиосигналы, излучаемые каждым спутником, должны обеспечивать возможность высокоточного проведения приёмниками пользователей дальномерных и радиально-скоростных беззапросных измерений;
 параметры движения каждого спутника (эфемериды) и параметры синхронизации его бортовых часов с единым временем системы (частотно-временные поправки) должны быть определены и передаваться в составе излучаемых соответствующим спутником навигационных сигналов с высокой (до единиц метров и наносекунд соответственно) точностью.
 
Исходя из выполнения таких требований, была выбрана орбитальная структура системы ГЛОНАСС, включающая в себя 24 навигационных спутника, расположенных в трёх орбитальных плоскостях с наклонением их к плоскости экватора 64,8 град, и абсолютной долготой восходящих узлов, равномерно разнесёнными через 120 град, вдоль экватора Земли. В каждой орбитальной плоскости равномерно (через 45 град.) обращается по восемь спутников на околокруговых орбитах высотой порядка 20 тыс. км. Позже, исходя из обеспечения устойчивости орбитальной структуры и точности эфемерид, высота орбит была уточнена баллистиками до 19140 км с номинальным периодом обращения вокруг Земли 11 ч 15 мин. 44 сек.
 
Определение орбитальных параметров системы, а также требований к её элементам производилось математическим моделированием навигационного поля по критериям его глобальности, точности и доступности.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    Вспоминает В.И. Ермоленко: «Примерно такой (с небольшими вариациями) облик орбитальной структуры системы второго поколения и был определён нами ещё на стадии предварительных проработок. Он, вообще говоря, соответствовал тогдашним данным об орбитальной структуре разрабатываемой американской GPS (Navstar). Однако эти орбиты были новыми для нашего предприятия и неисследованными, отсутствовали данные по условиям функционирования космических аппаратов на них, не было базовой модели КА для таких орбит и т.д. В этих условиях, с учётом неминуемого жёсткого контроля сроков, наше руководство с чьей-то подачи склонилось к построению орбитальной структуры (по крайней мере, первого этапа) на высоких эллиптических орбитах с использованием в качестве базовой модели спутника связи «Молния-1».
 
    В этом случае, начиная не с «нуля», мы, как головные, становились бы лидерами среди соисполнителей, а руководство предприятия, по крайней мере, было бы ограждено от оргвыводов вышестоящих инстанций за срыв сроков. Предлагалась идея поэтапного построения «нашего сибирского варианта» многоформатной орбитальной структуры, в которую входили бы спутники и на высокоэллиптических и геостационарных орбитах, и даже на низких круговых. И только в будущем в состав структуры предполагалось включить спутники на наклонных круговых орбитах высотой примерно 20 тыс. км.
 
    Однако по результатам модельных расчётов все «сибирские варианты» по точности и доступности навигационного обеспечения оказывались существенно хуже, чем вариант, назовем его «американским». Г.М. Чернявскому об этом неоднократно докладывалось. Да и он сам, я думаю, отлично это понимал, но слишком велико было желание начать отработку принципиально новой системы с использованием апробированных орбит и уже готового спутника (платформы). Эту несколько затянувшуюся «вакханалию» прекратил тогдашний руководитель Минобщемаша С.А. Афанасьев. Он ознакомился с переводом доклада Минобороны США Конгрессу о структуре и перспективах создания GPS и «посоветовал» нашему начальству не умничать, а делать, как американцы.
 
    Тем не менее, поднятая волна по исследованиям возможных орбитальных структур не затухала довольно долго. Публиковались научные статьи в различных ведомственных изданиях, защищались диссертации, многообразие возможных структур каталогизировалось и т.д. Для научной общественности это было интересно и «диссертабельно», а для создания системы, по крайней мере, безвредно, так как их авторы не претендовали на абсолютную универсальность предлагаемых альтернативных структур, ограничивались их сравнительным анализом по отдельным критериям и, главное, не требовали пересмотра уже принятой концепции построения орбитальной структуры.
 
    Кроме одного. Это был ведущий специалист ЦНИИМаш (не будем называть его фамилию). В результате своих исследований он остановился на шестиплоскостной структуре (по четыре КА в орбитальной плоскости с наклонением орбит 55 град.). Не найдя поддержки у своего руководства, он сгоряча обратился с личным письмом (копию этого письма нам показывали) в Политбюро ЦК КПСС с критикой выбранного варианта. Назвал этот выбор «обезьяньим эффектом» (первоначально орбитальная структура GPS позиционировалась американцами как трёхплоскостная с наклонением орбит 63 град.) и просил дать указание разработчикам, то есть НПО ПМ со смежниками и научно-исследовательскими учреждениями заказчика, уточнить параметры орбитальной структуры в соответствии с его предложениями.
 
    Справедливости ради отметим, что действительно, предложенная им структура обеспечивала лучшие, чем принятая нами орбитальная структура ГЛОНАСС, геометрические условия наблюдаемости навигационных «созвездий». А следовательно, и точность навигационного поля в приэкваториальном широтном поясе (от 35 град. с.ш. до 35 град, ю.ш.), примерно одинаковые в средних широтах: (35-65 град. с. и ю. широт) и худшие - в северной и южной полярных «шапках»: (65-90 град. с. и ю. ш.).
 
    Вследствие значительно большей, чем у этих «шапок», приэкваториальной (тропики и субтропики) площади, интегральные точностные характеристики (по всей поверхности Земли) у предлагаемой им структуры в целом получались несколько выше, чем у структуры, принятой нами для системы «Ураган» (ГЛОНАСС). Из оборонного отдела ЦК КПСС последовало стандартное указание: «Разобраться и доложить!». Во исполнение этого в 50 ЦНИИ КС МО (4 ЦНИИ МО) было проведено совещание, по количеству участников, скорее, похожее на научно-техническую конференцию. После всестороннего обсуждения решением этого совещания подтверждена обоснованность уже принятой нами орбитальной структуры ЕКНС «Ураган». Отмечено, в частности, что из имеющихся тогда средств выведения на наклонную круговую орбиту высотой порядка 20 тыс. км только ракета «Протон» могла обеспечить групповое выведение на такие орбиты одновременно трёх навигационных спутников. Учитывалась необходимость создания наилучших геометрических условий наблюдаемости навигационных «созвездий» в средних и высоких широтах и наличие территориальных ограничений по размещению измерительных средств наземного комплекса управления. Признавалась необходимость минимизации общего количества функционирующих и резервных КА в структуре (в шестиплоскостной структуре в орбитальном резерве следовало бы держать не 3, а 6 КА, по числу орбитальных плоскостей).
 
    На основании этого решения вопрос об изменении принятой структуры был снят. Последующие исследования в этой области носили чисто академический характер. Американцы же, предполагавшие изначально трёхплоскостную структуру GPS и уже начавшие её построение, в конечном счёте, выстроили её как шестиплоскостную с наклонением орбит 55 град, и резонансной (20200 км) высотой орбит. Вряд ли они каким-то образом воспользовались результатами, полученными упомянутым автором. Суть идеи, в общем-то, «лежала на поверхности», и, не имея совокупности наших ограничений, американцы реализовали такую структуру».
 
Существенным недостатком американской структуры является использование ими «резонансных» орбит, период обращения по которым составляет ровно половину «звёздных» суток Земли (11 час. 58 мин. 02 сек.). В результате, каждый спутник движется вокруг Земли относительно своей детерминированной трассы с индивидуальным набором возмущающих ускорений от аномалий гравитационного поля по его тессеральным гармоникам. Неодинаковые (индивидуальные) для каждого спутника возмущения приводят к рассинхронизации их взаимного движения и, соответственно, к «расползанию» орбитальной структуры. Это требует периодической коррекции траекторий движения спутников (от одного до трёх одновременно). При проведении коррекции и в течение последующих нескольких суток спутник из-за возникшего несоответствия реального движения ранее рассчитанным эфемеридам не пригоден для использования его в качестве радионавигационной точки, что приводит к ухудшению доступности и точности навигационного поля, образуемого орбитальной группировкой в целом.
 
Предположительно, именно поэтому американцы, ещё в конце 80-х годов принявшие и опубликовавшие на международном уровне стандарт на «минимальные технические характеристики GPS», и вынуждены поддерживать орбитальную структуру в увеличенном (до 27-30 аппаратов) количественном составе.
 
Это совсем не значит, что и мы должны делать так же. Потому что при определении уточнённых орбитальных параметров баллистики (отдел 150 НПО ПМ совместно с 4 ЦНИИ МО) намеренно «ушли» от резонанса, понизив высоту орбит до 19140 км, обеспечив так называемую изомаршрутность, то есть суммарную одинаковость всех трасс всех спутников орбитальной структуры между собой за каждые восемь суток и соответствующую одинаковость на этих восьмисуточных временных интервалах суммарного воздействия аномалий гравитационного поля на движение каждого КА орбитальной структуры.
 
Можно было бы «уйти» от резонанса и обеспечить изомаршрутность на более высокой орбите (21400 км), но, по традиции, наши баллистики во все времена предпочитали «играть только на понижение». Достаточно вспомнить, что первый навигационно-связной КА «Циклон» № 11Л вместо высоты 1000 км и наклонения 83 град, на всякий случай был выведен на высоту 750 км и с наклонением 74 град.
 
С учётом разработанных отделом «150» уникальных методик приведения КА в заданную орбитальную позицию с точностью по драконическому периоду обращения 0,05 с и 0,03 с соответственно для спутников «Глонасс-М» (срок активного существования 7 лет) и «Глонасс-К» (срок активного существования 10 лет), проведения коррекций для них и за 7, и за 10 лет не требуется.
 
В этой связи представляются неактуальными и требования увеличения количества спутников в орбитальной структуре до 30, выдвигаемые в настоящее время. В принципе, для точности, доступности и надёжности «чем больше спутников, тем лучше», по крайней мере, до 33-х аппаратов. Однако, улучшение этих показателей при увеличении количества КА свыше 24-х не очень существенно и не оправдывает затрат и усилий по поддержанию орбитальной структуры в увеличенном до 30 КА составе.
 
В ходе эскизного проектирования были определены облик навигационного КА и макроструктура навигационной системы в целом, выявлены и намечены пути поэтапного решения фундаментальных научно-технических, технологических и организационно-технических проблем создания КА и системы в целом. Было намечено три основных этапа развёртывания системы:
 - создание фрагмента орбитальной структуры системы из 4-6 КА, проведение лётно-конструкторских испытаний КА и системы в целом, а также совместных лётных испытаний с носителями морского базирования Р-29РМ (РСМ-54);
 - развёртывание фрагмента орбитальной структуры из 10-12 КА, проведение этапа зачётных испытаний, сдача системы на вооружение и в эксплуатацию;
 - доведение орбитальной структуры до полного состава - 24-х КА, а также наличие трёх спутников в орбитальном резерве (по одному в каждой орбитальной плоскости).
 
Главный директивный документ на разработку и создание ЕКНС «Ураган» (Постановление ЦК КПСС и СМ СССР от 29 августа 1979 г. № 823-247) появился спустя примерно полгода после защиты на МВК эскизного проекта. Основными исполнителями работ по созданию системы были определены:
 - НПО ПМ (ОАО «ИСС») - головной исполнитель по системе в целом, а также по ракетно-космическому комплексу, автоматизированной системе управления и, совместно с ПО «Полёт», - по разработке и изготовлению космических аппаратов, а также, совместно с Омским электромеханическим заводом, - по разработке и изготовлению системы ориентации и стабилизации КА; 
 - НПО «Радиоприбор» (РНИИ КП) - по радиотехническому комплексу системы, включая бортовую навигационную, командно-измерительную и телеметрическую аппаратуру, наземный комплекс управления (центр управления системой ЦУС-У; наземные командно-измерительные системы КИС), систему контроля фаз и аппаратуру контроля навигационного поля, а также по навигационным приёмникам для КА и стратегических ракет, подлодок и наземных кораблей ВМФ и гражданских морских судов;
 - ЛНИРТИ (ОАО «РИРВ») - по навигационно-временному комплексу, включая бортовые и наземные средства синхронизации и стандарты частоты, а также по навигационным приёмникам для военных и гражданских летательных аппаратов и сухопутных потребителей;
 - 50 ЦНИИ КС МО (4 ЦНИИ МО) - по баллистическому обеспечению лётных испытаний, включая высокоточное определение и прогнозирование параметров движения КА (эфемерид), и разработке математического обеспечения решения баллистических задач в НКУ.
 
В развитие этого постановления решениями ВПК СМ СССР № 67 от 27 февраля 1980 г.; № 263 от 29 августа 1980 г.; № 14 от 14 января 1981 г.; № 207 от 3 июля 1980 г. были определены подробные перечни работ и их исполнители по космическому аппарату, наземному комплексу управления, навигационным приёмникам и разгонному блоку в обеспечение лётных испытаний. Впоследствии решениями ВПК № 191 от 4 июня 1982 г. и № 368 от 2 октября 1986 г. они были дополнены планами-графиками работ для завершения лётных испытаний и приёма системы в эксплуатацию в составе 10-12 КА.
 
К созданию системы ГЛОНАСС было привлечено очень большое количество смежников. Только в плане-графике по космическому аппарату (решение ВПК № 67 от 27 февраля 1980 г.) фигурирует 68 предприятий промышленности, научно-исследовательских учреждений Минобороны, общесоюзной и трёх республиканских академий наук, а также вузов Министерства высшего образования.
 
Основной задачей, первоначально поставленной перед разработчиками навигационной системы второго поколения, являлось образование системой непрерывного радионавигационного поля, обеспечивающего возможность высокоточного определения трёх координат местоположения, скорости и времени с точностями не хуже 7 м - по плановым координатам; 10 м - по вертикали; 1,5-2,0 см/с - по составляющим вектора скорости; 0,33 микросекунды - по определению расхождения местной шкалы времени пользователя относительно государственного эталона времени и частоты и 1 миллисекунды - относительно Всемирного времени, связанного с неравномерностью вращения Земли.
 
В тактико-техническом задании (2002 г.) на ОКР «Глонасс-М» (К) эти требования были повышены до 5 м - по плановым координатам и 7 м - по вертикали (этап развёртывания орбитальной структуры спутниками «Глонасс-М»), а также до 3 м - по плановым координатам и 5 - по вертикали (этап развёртывания спутниками «Глонасс-К»). Выполнение этих требований должно подтверждаться высокоточными приёмниками навигационных сигналов из состава беззапросных измерительных средств НКУ.
 
В дальнейшем в программе обеспечения и повышения точностных и эксплуатационных характеристик ГЛОНАСС на период до 2011 года (2006 г.) и в тактико-технических требованиях к ГЛОНАСС (2008 г.) требования к точности системы стали трактоваться как погрешности космического сегмента. К ним отнесены погрешности навигационных определений только за счёт эфемерид, параметров синхронизации сигналов и погрешностей за счёт бортовой аппаратуры КА, обеспечивающей формирование и излучение навигационных сигналов, без учёта ионосферных и тропосферных задержек распространения сигналов, многолучёвости и аппаратурных шумов приёмника.
 
В соответствии с утвержденной Минобороны и Роскосмосом программой точность навигационного поля в такой трактовке поэтапно должна быть улучшена до 1 м - в плане и 1,5 м - по высоте, а точность привязки системной шкалы времени к шкале Госэталона {UTC(SU)} - до 6 нсек (миллиардных долей секунды).
 
Такие высокие требования к точностным характеристикам определили целый перечень проблемных вопросов, которые необходимо было решить в ходе разработки и лётных испытаний системы. Решение этих проблем потребовало принятия ряда мер:
 - разработка и установка на спутниках прецизионных стандартов времени и частоты;
 - разработка в составе наземного комплекса управления (НКУ) специальных измерительных средств сличения бортовых шкал времени с более высокостабильной наземной шкалой;
 - разработка методик и программно-математического обеспечения прогнозирования уходов бортовых шкал времени относительно шкалы времени системы с минимальной погрешностью за 12 часов (средний интервал между возможными очередными закладками частотно-временной информации на КА); разработка и создание в составе НКУ сети запросных измерительных средств, обеспечивающих измерения дальностей до КА с точностью 0,17 м, а также сети беззапросных измерительных станций с точностью измерения псевдодальностей 0,06-0,2 м по кодовым измерениям и 0,001-0,002 м при измерениях по фазе несущей;
 - разработка и внедрение технологии ежесуточного высокоточного определения и прогнозирования на 15 суток параметров вращения Земли с точностями (по координатам полюсов Земли) не хуже 0,01 угловой секунды, по Всемирному (неравномерность вращения Земли) времени - 1,5 мс;
 - уточнение координат пунктов мировой космической геодезической сети с 3 м до точности 0,3 м, а затем до точности 0,05-0,1 м.
 
Высокая требуемая точность эфемеридного обеспечения и синхронизации сигналов КА относительно высокостабильной системной шкалы выдвинули целый ряд специфических требований к конструктивным особенностям навигационных спутников.
 
Во-первых, при проектировании и создании КА нужно было обеспечить уменьшение воздействий на его орбитальное движение различных немоделируемых сил (ускорений). Для этого необходимо было вместо обычно применяемой «реактивной» разгрузки маховиков системы ориентации впервые применить электромагнитную с использованием магнитометра. Кроме того, необходимо было до +/- 1 углового градуса уменьшить неопределённость отслеживания направления на Солнце панелями солнечных батарей для обеспечения необходимой точности учёта светового (солнечного) давления на движение КА. Обеспечить требуемый тепловой режим внутри термоконтейнера при фиксированном положении створок жалюзи для обеспечения постоянства площади «солнечного» миделя КА в процессе орбитального движения. Исключить реактивные тяги за счёт различного рода утечек газа из термоконтейнера и в первую очередь рабочего тела из двигательной установки, а также из-за «гажения» материалов и покрытий. Обеспечить прохождение аппаратом теневых участков орбиты с детерминированной ориентацией панелей солнечных батарей с целью повышения точности учёта «солнечного ветра» на движение спутника непосредственно после выхода из тени.
 
Выполнение этих мероприятий позволило баллистикам отдела 150 НПО ПМ разработать усовершенствованную модель движения навигационных КА, обеспечивающую минимальное влияние немоделируемых ускорений при прогнозировании параметров орбит и расчёте эфемеридной информации.
 
Во-вторых, требовалось обеспечить в термоконтейнере «комфортный» для бортовых стандартов частоты (БСЧ БСУ) температурный режим. Дело в том, что стабильность опоры излучаемых навигационных сигналов - БСУ со стандартами частоты и на рубидиевых газовых ячейках, и на цезиевых атомно-лучевых трубках, - напрямую зависит от постоянства окружающей температуры. Для этих стандартов определён так называемый температурный коэффициент частоты, характеризующий изменение действительных значений генерируемых частот при изменении окружающей температуры на 1 град. Цельсия.
 
Уже начиная со спутников «Глонасс-М» (14Ф113), обеспечена стабильность температурного режима в области установки БСУ в пределах +/- 1 град. Цельсия. Тем не менее, с учётом всё возрастающих требований к точности синхронизации шкал времени, задача обеспечения стабильности теплового режима остаётся актуальной.
 
Потребовалось также уточнить влияние на движение КА в отдельности только гравитационного поля. С этой целью на «навигационные» орбиты (высота 19140 км, наклонение 64,8 град.) было выведено два пассивных спутника «Эталон» («Космос-1989» и «Космос-2024»), представлявших собой инертные массы сферической формы диаметром 1224 мм с допустимым смещением центра масс +/- 1,2 мм и массой 1344.5 +/- 0,3 кг. (по др. данным - 1230 кг.)
 
На внешней сферической поверхности спутника были установлены призматические световозвращатели (разработчик и изготовитель - НИИ ПП), обеспечивающие переотражение лазерного запросного сигнала в сторону наземного пункта в оптическом и инфракрасном диапазонах волн. Свободная от световозвращателей поверхность спутника обеспечивала диффузное отражение солнечного света, что позволяло наблюдать за спутником телегидом и производить начальное высокоточное наведение лазерного луча. Для проведения измерений по спутникам «Эталон» привлекались наземные кванто-оптические средства системы ГЛОНАСС и Астросовета Академии наук СССР. Обработка измерительной информации осуществлялась в НПО ПМ, 4 ЦНИИ МО, а также в ЦУП ЦНИИМаш и Астросовете. (Оба спутника, являясь пассивными, не просто продолжают по сей день находиться в космическом пространстве, но и используются специалистами разных стран для решения фундаментальных задач в области геодезии и динамики.)
 
По аналогии с низкоорбитальными навигационными системами это позволило уточнить коэффициенты гравитационного поля для орбит ГЛОНАСС и, в конечном счёте, с учётом мероприятий по снижению влияния немоделируемых ускорений, построить высокоточную модель движения навигационных спутников и обеспечить высокую (метровую) точность эфемерид.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   Для построения согласующей модели движения спутников глобальной космической навигационной системы ГЛОНАСС в 1989 году на круговые орбиты высотой 19140 км на РН Космос-3М были выведены два созданных в РНИИ КП специализированных спутника «Эталон-1» и «Эталон-2» сферической формы (диаметром 1294 мм), на поверхности которых были установлены по 2140 лазерных ретрорефлекторов.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Пассивные геодезические космические аппараты «Эталон», разработанные специалистами решетнёвской космической фирмы, служили эталоном движения в гравитационном поле Земли аппаратов навигационной системы ГЛОНАСС, созданием которой в то время занимались решетнёвцы.
 
С помощью «Эталонов» специалисты изучали гравитационное поле на среднекруговой орбите, а также получали данные, необходимые для высокоточного определения навигационным спутником своих координат на ней. «Космос-1989» («Эталон-1») был запущен 10.01.1989 г. вместе с «Ураганами-32 и -33», «Космос-2024» («Эталон-2») был запущен 31.05.1989 г. вместе с «Ураганами-34 и -35»
 
Запуск первого КА 11Ф654 в составе блока из трех КА - 11Ф654 № 11Л («Космос-1413») и двух габаритно-весовых макетов («Космос-1414», «Космос-1415») - ракетой-носителем 8К82К с разгонным блоком «ДМ» состоялся 12 декабря 1982 г. с космодрома Байконур. В ходе ЛКИ был выявлен и до очередного запуска КА 11Ф654 № 12Л и 11Ф654 № 13Л устранён ряд конструктивных и технологических недоработок.
 
Были выявлены существенные ошибки в разработанном РНИИ КП бортовом программно-математическом обеспечении бортовой аппаратуры обработки и запоминания информации (БАОЗИ). Причём наиболее существенные из них были допущены в логике его построения, вытекающие из-за недопонимания разработчиками и программистами некоторых особенностей применения навигационных КА по целевому назначению (исходные данные, алгоритмы и сами математические программы разрабатывались и согласовывались только внутри РНИИ КП). К сожалению, НПО ПМ, как разработчик КА и головная организация по системе в целом, этот вопрос в своё время упустило.
 
Программно-математическое обеспечение бортовой аппаратуры обработки и запоминания информации КА 11Ф654 пришлось в «пожарном порядке» практически полностью перепрограммировать. Благодаря ударной работе программистов, ПМО БАОЗИ было перепрограммировано меньше, чем за полгода и реализовано в КА 11Ф654 № 12Л.
 
В составе наземной инфраструктуры системы на лётные испытания были представлены:
 - ракетно-космический комплекс К11Ф654 (космический ракетный комплекс К8К82К; стартовый
комплекс 8П882К-НФ; технические комплексы КА, КГЧ и РБ (17П79,11П58, 11П588);
 - наземный комплекс управления 17Ц18 (центр управления системой ЦУС-У), 17Ц42 (Краснознаменск, Московская область);
 - командно-измерительные системы (КИС) «Тамань-База-М» на ОКИК-3 (Сары-Шаган, Казахстан), ОКИК-4 (Енисейск), ОКИК-9 (Красное село, Ленинградская обл.), ОКИК-19 (Ду-наевцы, Украина) и ОКИК-20 (Комсомольск на Амуре);
 - система управления измерения и контроля на ОКИК-14 (измерительная запросно-беззапросная система сличения бортовых шкал времени спутников со шкалой времени системы;
 - кванто-оптические системы «Сажень-С» на ОКИК-3 (Сары-Шаган), ОКИК-16 (Евпатория), ОКИК-19 (Дунаевцы, Украина) и КОС «Сириус» на ОКИК-21 (Узбекистан);
 - аппаратура контроля навигационного поля на ОКИК-14, -19, -20;
 - система синхронизации 17Ц52 (центральный синхронизатор ЦС 17Ц720 на ОКИК-14, представляющий собой групповой водородный стандарт частоты; аппаратура привязки 17Ц722 ШВС к Госэталону (эталону Минобороны) в техздании 21 (АЦУС «Цель», Краснознаменск);
 - аппаратура сверки, фазирования и коррекции БШВ 11Н712 на ОКИК-3, -4, -19, -20.
 
В составе навигационной аппаратуры потребителей на испытания было представлено шесть комплектов аппаратуры «Шмель-ОК» на РПК СН 667 БДРМ; пять комплектов самолётной НАП «Горн»: по одному на самолётах ИЛ-62М и ТУ-160, стенде РИРВ и двух стендах государственного НИИ авиационных систем (ГосНИИ АС); три комплекта НАП «Даман» на топопривязчиках 1Т134; четыре комплекта переносной НАП «Период»; аппаратура «Дельта-Ц», устанавливаемая на морских баллистических ракетах РСМ-54.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   Разработка КД и изготовление двух модификаций КА «Глонасс» (11Ф654 и 14Ф17) проводились в Омском ПО «Полёт» под наблюдением и контролем ведущего конструктора НПО ПМ Р.Н. Албутова с привлечением, по мере необходимости, сотрудников практически всех тематических подразделений НПО ПМ.
 
   Лётные испытания проводились под руководством Госкомиссии (председатель генерал-полковник А.А. Максимов, впоследствии его сменил лётчик-космонавт генерал-лейтенант Г.С. Титов).
 
    Оперативное руководство осуществлялось Главной оперативной группой управления. Руководителем был генерал-майор Б.Н. Крылов, а техническим руководителем - Ю.М. Князькин.
 
   Он все эти годы очень ответственно и грамотно осуществлял техническое руководство лётными испытаниями, глубоко разбираясь во всех тонкостях функционирования технических средств и математического обеспечения, оперативно разрешал неизбежно возникающие разногласия как «зелёных» с «пиджаками», так и тех и других между собой, особенно при постановке «традиционного» вопроса: «Кто виноват?».  За глаза военные управленцы уважительно называли его «Пахан».
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Максимов
Александр
Александрович
 
Титов
Герман Степанович
 
 
 
Крылов
Борис Николаевич
 
Князькин
Юрий Михайлович
 
Албутов
Роберт Николаевич
 
 
Лётные испытания системы проходили в течение довольно длительного времени - с октября 1982 г. до августа 1991 г. Объяснялось это как очень большой номенклатурой и объёмом программ испытаний, совершенствованием и вводом в ходе ЛИ новых наземных средств и их математического обеспечения, так и необходимостью решения постоянно возникающих вопросов и проблем, о существовании которых разработчики при проектировании и не подозревали… Всё это приводило к доработкам и проведению повторных испытаний, в том числе по отдельным частным программам и т.д.
 
Кстати, полуподпольные «партийные клички» от военных имели практически все более или менее активные участники испытаний. Например, М.А. Воловика ласково называли «Миша Половичок», неуёмного, деятельного В.И. Мокляка - «Миклухо-Мокляк», А.А. Загорского - «Шурик Заморский» и т.п. Всё это в какой-то мере способствовало дружеской непринужденной рабочей обстановке в секторах центра управления, мирному разрешению возникающих разногласий и успешному проведению работ по испытаниям.
 
Непосредственное проведение испытаний осуществлялось шестью рабочими оперативно-техническими группами, руководителями которых были представители военного ведомства, а техническими руководителями - представители НПО ПМ и смежных организаций промышленности, в основном РНИИ КП и РИРВ.
 
Совещания главной оперативной группы проводились ежемесячно. На них по докладам и предложениям оперативно-технических групп подводились итоги проведения испытаний за предыдущий период и утверждались планы испытаний на предстоящие периоды в соответствии с частными программами испытаний, программой лётных испытаний системы в целом, а также возникающими в ходе испытаний нештатными ситуациями.
 
Обработка, анализ и накопление статистики по точности навигационного поля проводились на ЭВМ ЕС 1045 (1033). Эта работа велась постоянно в течение всего периода лётных испытаний. Вопрос о ходе отработки точности стоял в повестке дня почти каждого ежемесячного заседания ГОГУ и поэтому требовал постоянного присутствия в ЦУС хотя бы одного из вышеназванных четверых сотрудников.
 
Одной из центральных задач лётных испытаний являлось обеспечение радионавигационными сигналами пусков морских баллистических ракет РСМ-54, проходящих лётные испытания. Всего в период с 30 ноября 1983 г. по 26 декабря 1984 г. в режиме визирования навигационных спутников произведено 18 пусков: 17 одиночных и один залповый с наземного стенда и с ракетных подводных крейсеров стратегического назначения проекта 667 БДРМ «Верхотурье» и «Новомосковск».
 
Решения по каждому пуску принимались Госкомиссией под председательством вице-адмирала О.Д. Бобырева, которой докладывалось о готовности к пуску каждой из систем, входящей в комплекс РО Д-9РМ, или обеспечивающей его работу, с обязательным оставлением автографа соответствующим представителем в полётном задании на очередной пуск.
Готовность ЕКНС «Ураган» подтверждалась представителями РНИИ КП (корабельная аппаратура «Шмель-ОК» и бортовая (на ракете) «Дельта-Ц»), а также НПО ПМ (излучение задействованными спутниками достоверных навигационных сигналов и готовность наземных технических средств контроля достоверности этих сигналов).
 
Первые три пуска состоялись в ноябре-декабре 1983 г., четвертый и пятый - в апреле 1984 г. К этому времени в составе центра управления системой (ЦУС-У) был образован нештатный сектор навигационного обеспечения. Руководство этим сектором было поручено В.И. Мокляку, энергичному и неплохо разбирающемуся в вопросах целевого применения средств системы.
 
Одной из центральных задач этого сектора была организация работы средств системы при проведении пусков баллистических ракет РСМ-54 с тем, чтобы обеспечить излучение задействованными спутниками безусловно достоверных радиосигналов, а также контроль их достоверности наземной аппаратурой контроля, находящейся в совместных с участками визирования ракетами зонах радиовидимости.
 
Дополнительно задействовались средства траекторных измерений (КИС «Тамань-База-М» и СУИК) для послесеансного уточнения эфемеридно-временной информации с целью камерального анализа.
 
 
Михаил Федорович Решетнев и Анатолий Ефимович Митрофанов
 поздравляют Гермна Степановича Титова с 50-летием,
сентябрь 1985 года.
 
Благодаря этим организационным мероприятиям и очень ответственному отношению участников (и военных, и гражданских), во всех 18-ти (17-ти одиночных и одном залповом) пусках не было зафиксировано ни одного сбоя в проведении сеансов визирования ракетами навигационных спутников по причине неудовлетворительного функционирования последних или иным организационно-техническим причинам.
 
По официальным данным от головного разработчика ракетного комплекса, использование спутниковых радионавигационных сигналов, по результатам лётных испытаний, показало уменьшение промаха боевых блоков от точек прицеливания примерно в два раза по сравнению с режимами без радиокоррекции по спутникам. Таким образом, точность морских баллистических ракет впервые практически сравнялась с точностью ракет стационарного (шахтного) базирования.
 
А вот на лётных испытаниях третьей модернизации РСМ-54, ракеты Р-29РМУ2 «Синева» (2003-2004 г.г.), по неофициальным сведениям, на всех трёх пусках ракет радиоконтакты их с навигационными спутниками не состоялись. Причём причины невхождения в связь так и не были установлены и явились, по-видимому, следствием либо безответственности управленцев, либо каких-то недоработок в бортовых навигационных приёмниках АСН ЦА-239, устанавливаемых на этих ракетах.
 
В ходе лётных испытаний управление КА и средствами системы было максимально автоматизировано с использованием вычислительных средств серии ЕС и ВС-1К2. С помощью специального программного обеспечения автоматизировано решались задачи планирования работы средств системы; командно-программного управления КА; обработки телеметрической информации; обеспечения решения задач планирования и управления необходимыми баллистическими данными; анализа и контроля точности навигационного поля, образуемого орбитальной группировкой навигационных КА; эфемеридного и частотно-временного обеспечения КА.
 
Кроме перечисленных задач, ввиду неполного (фрагментарного) состава орбитальной структуры на период лётных испытаний потребовалось автоматизировано решать и задачу прогнозирования интервалов времени, пригодных для определения местоположения и скорости навигационными приёмниками по фрагменту орбитальной структуры. То есть интервалов времени, в течение которых для каждого заданного района в зонах радиовидимости приёмников будут находиться «созвездия» из не менее 4-х КА и обеспечивать удовлетворительные геометрические условия их наблюдаемости.
 
Этап лётно-конструкторских испытаний завершился в 1987 г., итоговый отчёт по результатам ЛКИ и акт Госкомиссии о завершении ЛКИ и переходе к зачётным испытаниям утверждён председателем Госкомиссии (Акт) и техническим руководителем лётных испытаний (Итоговый отчёт) в первом квартале 1988 г.
 
К середине 1989 г. орбитальная группировка системы «Ураган» насчитывала 10 функционирующих КА 11Ф654, и в октябре 1989 г. был подписан акт-отчёт о завершении этапа зачётных испытаний. К документу прилагался план мероприятий по устранению замечаний из 88 пунктов, выполнение которого затянулось до середины 1991 г. Акт о завершении обоих этапов лётных испытаний и представлении системы к принятию на вооружение был подписан Госкомиссией в августе 1991 г.
 
После сдачи ГЛОНАСС в эксплуатацияию.
 
В связи с известными событиями (ГКЧП, распад СССР), система ГЛОНАСС в составе 12 КА 11Ф654 была принята в эксплуатацию распоряжением Президента РФ только в сентябре 1993 г. (Распоряжение Президента РФ от 12 сентября 1993 г. № 658-рпс) с характеристиками, оговорёнными в документе «Основные ТТХ и состав средств системы «Ураган» из 10-12 КА, предъявляемой на зачётные испытания и к сдаче на вооружение», утверждённом начальником Генштаба ВС СССР, министром общего машиностроения и министром радиопромышленности ещё в 1988 г.
 
Этим же распоряжением были определены мероприятия по развёртыванию орбитальной структуры системы до штатного (24 КА) состава, модернизации наземной инфраструктуры (в частности НКУ), созданию дифференциальных дополнений, а также организации разработок и серийного производства навигационной приёмоиндикаторной аппаратуры (НАП) с целью широкомасштабного использования радионавигационных сигналов в Вооружённых силах РФ и в гражданском секторе.
 
Из всех мероприятий, предусмотренных распоряжением президента, было выполнено практически только одно: к 1 января 1996 г. орбитальная группировка системы ГЛОНАСС была развёрнута до полного состава - 24 функционирующих и 1 резервный КА. В этом же году указом Президента РФ разработка и создание системы были удостоены Госпремии РФ 1996 гада, лауреатами которой от НПО ПМ стали М.Ф. Решетнёв и Н.А. Гуреев.
 
В дальнейшем, по известным причинам - недофинансирование и относительно небольшой (3 года) гарантированный срок активного существования спутников, орбитальная структура в количественном отношении неуклонно деградировала. В её составе в отдельные периоды было не более 6-7 функционирующих КА. Поэтому основной задачей производившихся в 1996-2001 г.г. пусков КА 11Ф654 являлось сохранение за Россией заявленных частотных диапазонов.
 
Принимаемые в этот же период на государственном уровне организационные документы (Постановление Госдумы от 9 декабря 1998 г. № 3348-11ГД; Поручение Президента РФ Председателю Правительства РФ Е.М. Примакову от 4 ноября 1998 г. № Пр-1451; Постановление Правительства РФ от 29 марта 1999 г. № 346; Распоряжение Президента РФ от 18 февраля 1999 г. № 38-рп и др.) никакого влияния на восстановление орбитальной группировки и модернизацию системы ГЛОНАСС не оказали, так как носили декларативный характер и не финансировались. Более того, Распоряжение Президента РФ от 18 февраля 1999 г. могло бы иметь для системы ГЛОНАСС непоправимые последствия, так как в нём поручалось Правительству РФ «уведомить международное сообщество о готовности Российской Федерации предоставить систему ГЛОНАСС в качестве основы для создания международной глобальной навигационной системы». А «сообществу», в частности Европейскому космическому агентству (ЕКА), в основном ничего, кроме частотных диапазонов, от системы ГЛОНАСС и не было нужно. Скорее всего, оно даже было заинтересовано в том, чтобы российская система ГЛОНАСС «почила в бозе», не смущала умы инвесторов европейского проекта «Galileo» и освободила выделенные ГЛОНАССу радиочастотные диапазоны, с наличием которых у «Galileo» тогда были проблемы.
 
И только после выхода Постановления Правительства РФ от 20 августа 2001 г. № 587, которым была принята Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система», процесс восстановления и модернизации системы существенно оживился.
 
Конечно, в «лихое» десятилетие (1992-2001 г.г.) определённые меры по модернизации и дальнейшему развитию системы ГЛОНАСС всё-таки принимались. Во исполнение Решения ВПК от 9 октября 1989 г. № 350 был разработан и изготовлен навигационный КА 14Ф17 с увеличенным с 3-х до 5-ти лет гарантированным сроком активного существования. Увеличение срока активного существования навигационных КА системы ГЛОНАСС - это не только очевидное уменьшение затрат на поддержание количественного состава орбитальной структуры, но и обеспечение более стабильных характеристик навигационного поля в плане его точности и доступности за счёт снижения суммарного времени нахождения орбитальной структуры в неполном количественном составе при операциях её восполнения.
 
На новом КА были установлены 25-литерный БИНС, БСУ «Тисс» с суточной нестабильностью 2Е-13 (на КА 11Ф654 устанавливались БСУ «Вяз» с суточной нестабильностью 5Е-13). Кроме того, на спутнике установлена аппаратура, предназначенная для контроля за соблюдением соглашений о запрещении испытаний ядерного оружия на Земле, в воздушном и космическом пространстве. Аппаратура аналогичного назначения устанавливается и на спутниках американской GPS.
 
Уникальность орбитальной структуры радионавигационной системы «Ураган» (ГЛОНАСС}, обеспечивающей четырёх- и более кратный обзор земной поверхности и околоземного пространства, явилась побудительной причиной оценки возможности возложения на неё целого ряда дополнительных задач военного и сугубо мирного характера.
 
Пути дальнейшего развития и модернизации навигационных спутников были в общих чертах определены ещё в конце 80-х годов и отражены в технических предложениях, рассмотренных Межведомственной комиссией в январе 1989 г. Они сводились к созданию многоцелевой космической системы, обеспечивающей, кроме образования высокоточного радионавигационного поля, возможность 60-суточного автономного функционирования без снижения точности, а также решение дополнительных задач.
 
В числе задач в технических предложениях были рассмотрены следующие: обнаружение и засечка координат ядерных взрывов с целью контроля за запрещением испытаний ядерного оружия; решение задач автоматического зависимого наблюдения в целях управления воздушным движением; обеспечение решения задач обнаружения координат терпящих бедствие объектов и ряд других. С учётом этого КА 14Ф17 представлялся как первый этап создания многоцелевой космической системы.
 
По ряду причин полностью доукомплектовать и завершить наземную экспериментальную отработку первого КА 14Ф17 № 11Л в ПО «Полёт» удалось только в конце 1990-х годов. К этому времени возникли трудности с поставкой для последующих образцов этого КА (№№ 12Л, 13Л и т.д.) ряда комплектующих (в частности БАОЗИ). Кроме того, задачу обнаружения ядерных взрывов с помощью таких КА можно было решать лишь частично, то есть с задержкой до 3-6 часов передачи информации о ядерных взрывах от спутников, не находящихся в совместных зонах радиовидимости с наземными пунктами приёма этой информации. Поэтому НПО ПМ ещё в 1996 г. вышло с предложением модернизировать этот КА.
 
Предлагалось, в частности, установить на нём аппаратуру межспутниковых информационно-измерительных радиолиний, которая позволит ретранслировать информацию о ядерных взрывах со всех спутников практически в реальном времени, а также осуществлять эфемеридно-временное обеспечение без ухудшения его точности на интервалах автономного функционирования спутников; повысить стабильность БСУ до 1Е-13, заменив БСУ «Тисс» на БСУ «Ракита» и обеспечить стабильность температурного режима в местах установки БСУ в пределах +/- 1 град. Цельсия; увеличить до семи лет срок его активного существования. Главное же - предлагалось разработку, наземную экспериментальную отработку и серийное изготовление этих КА вернуть в НПО ПМ.
 
Предложения НПО ПМ, сформулированные в материалах дополнения к эскизному проекту, были одобрены и поддержаны заказчиком. Это означало возврат в НПО ПМ заказов на изготовление навигационных КА системы ГЛОНАСС. Однако ПО «Полёт» начало активные действия по сохранению этих заказов у себя с выходом на высшее руководство заказчика и в правительство. Ответные, и тоже активные действия руководства НПО ПМ позволили отстоять позицию, и вопрос о передаче заказа на изготовление модернизированных КА «Глонасс-М» в НПО ПМ был решён окончательно в 2001 г.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  Идея о необходимости расширения сети измерительных средств в НКУ ГЛОНАСС (в перспективе до глобальной), обеспечивающей измерения текущих навигационных параметров с каждого спутника на протяжённости всего витка и не менее, чем с двух-трёх беззапросных измерителей одновременно, что позволит применить для эфемеридно-временного обеспечения более точные разностно-фазовые методы, впервые была озвучена В.А. Бартеневым на заседании проблемного совета № 8 при Роскосмосе под председательством Г.М. Чернявского ещё в 1998 г. и решением этого совета была одобрена.
 
   Реализация её позволит не только решить вопрос с достижением перспективной точности эфемеридно-временного обеспечения, но и открывает возможность осуществлять постоянный ежесекундный контроль достоверности навигационных сигналов всех навигационных КА и, при необходимости, доводить до пользователей «сигналы тревоги» за время 6-10 сек. (с использованием функциональных дополнений) после возникновения неисправности (обеспечить заданную целостность навигационного поля).
Гуреев
Николай Арсентьевич
 
Мокляк
Виктор Иванович
 
Бартенев
Владимир Афанасьевич
Чернявский
Григорий Маркелович
 
Спутнику с 7-летним сроком активного существования был присвоен индекс 14Ф113. Что касается КА 14Ф17 № 11Л, то он был выведен на орбиту только в декабре 2001 г. в блоке с двумя КА 11Ф654 №№ 89 и 90 и, надо отдать ему должное, 5-летний срок службы он отработал.
 
В связи с вынужденным перерывом в процессе модернизации отечественной системы ГЛОНАСС в 90-х годах НПО ПМ осуществляло контакты с европейскими государствами с целью подключения их к созданию совместной навигационной системы на базе модернизируемой системы ГЛОНАСС («ЕвроГлонасс»).
 
Рассматривались следующие проекты:
 - размещение европейской навигационной аппаратуры на КА «Глонасс-М» (проекты GaFlEx DLR/Astrium и GSTB с ESA/Alenia);
 - разработка общей космической платформы для перспективной навигационной системы (проект EuroRuss с ESA/AlkateL);
 - создание совместной взаимодополняющей системы, включающей КНС ГЛОНАСС и КНС Galileo (проекты GALA(?) c ECA/Alcatel и GalileoSat c ESA/Alenia).
 
Все вышеперечисленные совместные проекты воплощения «в железе», конечно, не нашли, потому что мы и наши партнёры в этом сотрудничестве преследовали совершенно разные цели. Тем не менее, они позволили сотрудникам НПО ПМ получить опыт в проведении совместных работ и некоторую информацию о европейских космических технологиях. Эта информация частично была использована при разработке ФЦП «ГЛОНАСС» и проектировании перспективного спутника «Глонасс-К».
 
ФЦП «ГЛОНАСС», утверждённая Постановлением Правительства РФ от 20 августа 2002 г. № 587 в развитии космического сегмента предусматривает два этапа: первый - на основе спутников «Глонасс-М» (14Ф113) с 7-летним сроком активного существования, второй - спутников «Глонасс-К» (14Ф143) с 10-летним.
 
По сравнению со спутниками «Глонасс» (11Ф654, 14Ф17), на КА «Глонасс-М» (14Ф113) была также установлена новая 20-литерная аппаратура БИНС, спектры излучаемых частот в диапазонах 1,6 ГГц и 1,25 Ггц у которой сдвинуты на 4,5 и 3,5 МГц соответственно влево, а также фильтры, уменьшающие внеполосные излучения до рекомендованного МКРЧ уровня; введён новый узкополосный навигационный сигнал в диапазоне L2 (1,25 ГГц) для гражданских пользователей с целью возможности компенсации ими ионосферных задержек и соответственного повышения точности навигационных определений; введена дополнительная цифровая информация в навигационных суперкадрах; с +/- 5 до +/- 1 угл. градуса повышена точность ориентации панелей солнечных батарей на Солнце, в основном за счёт чего уровень немоделируемых ускорений, действующих на КА в полёте, уменьшен до искомого уровня (5…10)Е1 м/сек в кв.(?)
 
В штатном режиме поддерживается непрерывная ориентация продольной оси КА на Землю с погрешностью +/- 0,5 угл. град., поперечной оси КА в плоскости Солнце-КА-Земля с погрешностью 0,5 угл. град. Вместо реактивных двигателей, применяемых ранее для разгрузки электромаховиков системы ориентации, в штатном режиме используется для снижения утечек через реактивные сопла магнитная система разгрузки.
 
Высокая точность приведения КА к заданным параметрам орбиты (0,05 с по драконическому периоду обращения) позволяет удерживать КА в орбитальной позиции в требуемых пределах (+/- 5 угл.град, по аргументу широты) без коррекций в течение всего 7-летнего срока активного функционирования КА.
 
С учётом опыта эксплуатации используется усовершенствованная однокомпонентная двигательная установка 14Д519, которая создана ОКБ «Факел». Система электропитания формирует электропитание бортовой аппаратуры с постоянной мощностью до 1450 Вт непрерывно на теневых и солнечных орбитах.
 
Бортовой комплекс управления на основе двух бортовых ЦВМ «Салют-32» обеспечивает информационную увязку с приборами по шинам МИ-5ТО-1553В и решает задачи управления, диагностики, обработки информации межспутниковой радиолинии, расчёта и формирования эфемеридно-временной информации. Первоначально на КА 14Ф113 планировалась установить два бортовых компьютера: один - с функциями решения специальных задач по формированию навигационных радиосигналов и информационно-командного обеспечения аппаратуры межспутниковых радиолиний, а второй - с функциями управления КА и его служебными системами (БКУ, СОС, СК, СЭП и СТР с исключением из их состава аналоговых блоков управления). Для второй группы задач уже имелся солидный задел программного обеспечения, разработанного для КА «Гейзер» и «Альтаир».
 
В связи с прекращением изготовления предназначенной для решения специальных навигационных задач аппаратуры 17МП (БАОЗИ), РНИИ КП начал разработку аналогичной аппаратуры на основе американской СЦВМ (Микро-РС) и даже имел договорённость с фирмой о поставке нескольких десятков таких машин.
 
Вопрос о целесообразности комплектования КА двумя БЦВК неоднократно дискутировался, так как каждый из них по производительности мог решить обе группы задач. Однако по вполне понятным причинам специалистам удавалось обосновать целесообразность решения специальных задач отдельным БЦВК в рамках единой БСКИНТ (как это было при разработке и отработке КА 11Ф654). К сожалению (а может быть, и наоборот, сейчас трудно оценить однозначно), по ряду причин, основной из которых была спецстойкость, от применения импортной техники пришлось отказаться. Функции по решению специальных «навигационных» задач и задач управления бортовыми системами КА были возложены на единый БЦВК на базе двух отечественных БЦВМ «Салют-32».
 
Бортовое программное обеспечение этого БЦВК относится к классу встроенного обеспечения и представляет собой совокупность отдельных программ, разрабатываемых по единой технологии и функционирующих в единой аппаратно-программной среде. Каждая из отдельных составляющих бортового программного обеспечения входит в состав своей бортовой системы и совместно с её аппаратными средствами решает задачи, возложенные на эту систему.
 
Структурно бортовое программное (ПО) обеспечение КА «Глонасс» состоит из следующих программных комплексов: ПО бортового комплекса управления; ПО системы ориентации и стабилизации; ПО системы коррекции; ПО системы электропитания; ПО системы терморегулирования; программный комплекс баллистических задач; ПО бортового специального комплекса.
 
Бортовое программное обеспечение допускает внесение изменений, перепрограммирование и дополнение новыми задачами на КА, уже выведенных на орбиту. В частности, в ПО БСК «в лёте» была перепрограммирована задача формирования начальных состояний генераторов ПСП2 в режимах защиты и задача дозированного загрубления точности (селективного доступа), вносились также и другие изменения в алгоритмы решения и некоторых других спецзадач.
 
Температурный режим в термоконтейнере поддерживается прецизионной системой терморегулирования (стабильность +/- 5 град. Цельсия в целом по термоконтейнеру и +/- 1 град. Цельсия около БСУ) с использованием активного газового контура, жалюзи с электроприводами и набора управляемых обогревателей.
 
Все тепловыделяющие приборы целевой аппаратуры размещены вне герметичного приборного блока на антенном модуле в зонах, не засвечиваемых солнцем. Наличие на борту КА «Глонасс-М» приборов целевой аппаратуры, работающих в условиях открытого космического пространства, может придать ему статус переходного варианта от КА с герметичным приборным отсеком к КА с негерметичным.
 
Первый КА «Глонасс-М» (14Ф113) № 11 Л1, разработанный и изготовленный в НПО ПМ, выведен на орбиту 10 декабря 2003 г. ракетой-носителем «Протон» с разгонным блоком «Бриз-М» в составе комбинированного блока (вместе с двумя КА 11Ф654 №№ 94 и 95). Всего до 31 декабря 2008 г. выведено 19 КА этой модификации. То есть определённый указанием Президента РФ этап развёртывания орбитальной структуры системы ГЛОНАСС до 18 КА можно было считать в основном завершённым. 18-ти спутниковый фрагмент орбитальной структуры ГЛОНАСС образовал навигационное поле с приемлемыми точностью и доступностью в Северном и Южном полушариях, начиная с широт 35-40 град. и выше над каждым из этих сферических сегментов поверхности Земли, а не только над территорией России.
 
Лётные испытания развёрнутой до 18 КА 14Ф113 системы ГЛОНАСС решением Госкомиссии от 27 марта 2009 г. Были завершены и система была представляется для принятия её в опытную эксплуатацию Роскосмосом и Минобороны.
 
Наиболее узким местом системы ГЛОНАСС всё ещё остаётся наземный комплекс управления (НКУ) и, в первую очередь, его оснащение измерительными средствами, предназначенными для эфемеридно-временного обеспечения, а также линиями связи между элементами НКУ.
 
Вопрос о необходимой модернизации НКУ встал в повестку дня сразу же после завершения зачётных испытаний ЕКНС «Ураган» со спутниками «Глонасс» (11Ф654). Уже тогда стало очевидным, что оставшихся после распада СССР в составе НКУ измерительных средств (три станции КИС «Тамань-База-М» и одна станция запросно-беззапросных измерений СУИК) для управления и эфемеридно-временного обеспечения полностью развёрнутой орбитальной группировкой КА явно недостаточно. Тем более, что свой технический ресурс они ещё к тому времени уже почти выработали. Тогда же, по предложению РНИИ КП, активно поддержанному 4 ЦНИИ МО, генеральным заказчиком было принято решение начать разработку и ввести в состав НКУ три станции БИВС (беззапросные измерительно-вычислительные системы дм-диалазона) на ОКИК-14, -4 и -20 и две запросные закладочно-измерительные станции см-диапазона.
 
По разным причинам разработка и отработка этих средств в РНИИ КП очень сильно затянулась, к тому же стало очевидным, что с их только помощью не удастся выполнить возросшие требования к точности и надёжности эфемеридно-временного обеспечения.
Поэтому НПО ПМ в инициативном порядке в кооперации с НИИ радиотехники при Красноярском ГТУ (ныне Сибирский Федеральный университет) и красноярским НПП «Радиосвязь» организовало параллельную разработку и изготовление аппаратуры беззапросной измерительной системы. Аппаратура разработана на основе навигационного приёмника МРК-33, работающего и по военному, и по гражданскому сигналам ГЛОНАСС, а также по гражданскому сигналу JPS (сигналу C/A). Этой аппаратуре присвоен индекс заказчика 14Ц161. Отработка опытного образца этой БИС завершена в АЦУС «Цель» (Краснознаменск, Московская область), в ходе которой, в отличие от аппаратуры БИВС, была достигнута требуемая высокая точность траекторных измерений.
 
Это стало тем более актуальным, что определённые ещё на рубеже 80-90-х годов и заложенные в аппаратуру станций сети БИВС характеристики уже не удовлетворяют возросшим требованиям к точности эфемеридно-временного обеспечения. Один штатный комплект аппаратуры БИС в 2008 г. установлен на ОКИК-13 (Улан-Удэ) и по мере готовности такая аппаратура устанавливается на пунктах и объектах Космических войск в районе Воркуты, Якутска, Краснодара, Оленегорска (Кольский полуостров) и Нурека (Памир). Кроме того, решается вопрос об установке БИС 14Ц161 на трёх российских антарктических станциях, а также введения в состав измерительных средств НКУ трёх беззапросных измерителей разработки КБ «Навис», состыкованных с кванто-оптическими системами КОС «Сажень-С» на ОКИК-14 (Щёлково), ОКИК-20 (Комсомольск-на-Амуре) и в Алтайском оптико-лазерном центре. Полностью модернизация НКУ должна быть завершена в ходе развёртывания орбитальной структуры спутниками «Глонасс-К».
 
Кроме работ по модернизации НКУ ГЛОНАСС, в НПО ПМ (ИСС) было развито ещё одно направление, связанное с разработкой и изготовлением бортовой аппаратуры радионавигации по сигналам КА систем ГЛОНАСС и американской GPS для автономного радиоопределения параметров орбит геостационарных КА с целью коррекции их орбит по наклонению и долготе «точек стояния». На базе этого прибора реализована система, состоящая из собственно аппаратуры радионавигации и программного обеспечения определения параметров орбиты КА и управления движением. Приборы АРН ГСО установлены на разработанных в ОАО «ИСС им. академика М.Ф. Решетнёва» КА 17Ф15М и КА 14Ф136. Лётные испытания АРН и СНУД в целом в составе КА 17Ф15М завершены в марте 2009 г. Проводятся работы по модификации прибора в целях применения его для КА на высокоэллиптических и низких круговых орбитах.
 
Разработка АРН, ПО АРН и СНУД в ОАО «ИСС» ведётся с 1999 г. совместно со специалистами НИИ радиотехники при Красноярском ГТУ (ныне СФУ).
 
СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИЯ: ОЧЕРЕДНОЙ ЭТАП
 
Следующей модификацией навигационных спутников в соответствии с «ФЦП ГЛОНАСС» является КА «Глонасс-К» с 10-летним сроком активного функционирования. Перед разработчиками этого КА, кроме увеличения срока существования до 10 лет и повышения автономности функционирования спутников до 60 суток без ухудшения точности навигационного поля, в своё время были поставлены ещё две трудно совместимые задачи. С одной стороны, требовалось увеличить количество выполняемых спутником функций, а с другой - почти вдвое уменьшить его массу, с тем чтобы обеспечить возможность одновременного группового выведения на орбиту шести КА ракетой-носителем «Протон» с разгонным блоком ДМ или «Бриз-М» и двух КА - ракетой-носителем «Союз-2» с разгонным блоком «Фрегат».
 
Утверждённым в 2002 году ТТЗ на ОКР «Глонасс-М»(К) на КА этой модификации, кроме наличия на нём аппаратуры межспутниковой измерительно-информационной радиолинии и аппаратуры обнаружения и засечки координат ядерных взрывов, излучение навигационных сигналов в частотном диапазоне L3 (1,2 ГГц), обнаружение и ретрансляция сигналов аварийных радиобуев с объектов, терпящих бедствие, и ряд других функций.
Этой (четвёртой) модификации навигационного КА («Глонасс-К») был присвоен индекс заказчика 14Ф143. Эскизный проект этого КА и навигационной системы в целом межведомственной комиссией был рассмотрен в 2002 г., а дополнение к нему - годом позже.
 
Межведомственная комиссия по ряду существенных оснований признала нецелесообразным рассматривать в дальнейшем вариант выведения одновременно шести КА ракетой-носителем «Протон», тем более что к этому времени определилась стратегия развёртывания орбитальной группировки спутниками «Глонасс-К», и она предполагает замену ими выработавших ресурс и (или) отказавших КА предыдущих модификаций.
 
Поэтому вариант с реализацией группового запуска одновременно шести КА 14Ф143 потерял актуальность. Тогда как групповой запуск одновременно двух КА «Глонасс-К» ракетой-носителем «Союз-2» оставался экономически целесообразным и технически осуществимым. В то же время, предусматривается модернизация излучаемых КА радионавигационных сигналов в направлении расширения их номенклатуры и повышения характеристик, как в интересах санкционированных (военных), так и гражданских пользователей. Это нашло также отражение и в утверждённых в 2008 году «Тактико-технических требованиях к ГНС ГЛОНАСС».
 
В 2007 году РНИИ КП была разработана, согласована и е первых числах февраля 2008 года утверждена начальником ГШ ВС и руководителем Роскосмоса «Концепция развития навигационных сигналов глобальной навигационной системы ГЛОНАСС». Концепцией предусматривалось дополнительно к четырём уже излучаемым КА «Глонасс-М» сигналам с частотным разделением (по два сигнала, один с открытым, другой с санкционированным доступом) в каждом из диапазонов: L1 (1.6 ГГц) и L2 (1.25 ГГц), на спутниках «Глонасс-К» поэтапно реализовать сигналы:
 -  в диапазоне L3 (1.2 ГГц) - сигналы с частотным разделением;
 -  в диапазоне L1 (на несущей 1.575 ГГц), L3 и L5 (на несущей 1.176 ГГц) - сигналы с кодовым разделением.
 
Энерговооруженность разработанного КА 14Ф143 обеспечивает возможность излучения только двух дополнительных сигналов е диапазоне L3, введение которых было предусмотрено при разработке эскизного проекта и конструкторской документации. Излучение же пяти остальных сигналов, предусмотренных концепцией, потребует разработки и ЛКИ пятой модификации навигационного КА «Глонасс-КМ» с большими, чем у КА 14Ф143 массо-габаритными характеристиками. Тем более, что на этом КА дополнительно к уже перечисленным новым сигналам и функциям должен быть реализован ряд задач в интересах специальных потребителей.
 
Создание новой модификации КА системы ГЛОНАСС предусмотрено в утверждённой Постановлением Правительства РФ от 3 марта 2012 г. № 189 Федеральной целевой программе «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы», которая является логическим продолжением Федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система», завершённой в 2011 году.
 
Несмотря на тот факт, что в результате завершившейся программы система ГЛОНАСС полностью развёрнута до штатного состава, заложены основы для её широкомасштабного использования, достигнуты основные индикаторы и показатели эффективности программы, требуется поддержка со стороны государства для дальнейшего поддержания, развития и использования системы ГЛОНАСС в указанный период.
 
Этот год для системы ГЛОНАСС особенный. 12 октября 1982 года был запущен первый спутник системы ГЛОНАСС. С момента его запуска прошло 30 лет. Сегодня орбитальная группировка развёрнута полностью, система ГЛОНАСС осуществляет глобальное непрерывное навигационно-временное обеспечение потребителей во всех точках планеты. Создан ряд конкурентоспособных образцов навигационной аппаратуры потребителей и систем на их основе. Широко внедряются навигационные технологии на базе системы ГЛОНАСС в экономику Российской Федерации, и, в первую очередь, в транспортный комплекс.
 
Это достижение стало результатом многолетнего упорного труда сотен, тысяч людей ракетно-космической отрасли, смежных отраслей, привело к созданию новых перспективных технологий, которые внедряются в различные области экономики Российской Федерации.
Нам нельзя останавливаться на достигнутом. Непрерывно растут и усложняются требования потребителей. Появилась необходимость навигации в новых средах, развиваются интегрированные системы с использованием навигационных технологий.
 
Усиливается конкуренция на навигационном рынке. Кроме России и США, имеющих свои развёрнутые глобальные навигационные спутниковые системы, активно создают свои глобальные и региональные навигационные спутниковые системы Европейский Союз, Китай, Индия, Япония.
 
Вопрос обеспечения навигационной независимости - одна из важнейших функций государства. Основными задачами сегодня являются:
 - поддержание орбитальной группировки и наземной инфраструктуры системы ГЛОНАСС с гарантированными характеристиками навигационного поля на конкурентоспособном уровне;
 - развитие системы ГЛОНАСС в направлении улучшения тактико-технических характеристик с целью обеспечения её паритета с зарубежными системами, лидирующих позиций Российской Федерации в области спутниковой навигации и, в первую очередь, обеспечения эффективного применения современных и перспективных систем вооружений и военной техники;
 - обеспечение использования системы ГЛОНАСС как на территории Российской Федерации, так и за рубежом. Сегодня необходимо приложить все усилия для успешного решения этих задач.
 
Прочитано в журнале «Вестник ГЛОНАСС», декабрь 2012 г.
 
 
 
Глонасс
 
Расчетный срок службы - 3 года
Стартовая масса - 1415 кг.
Мощность СЭП - 1000 Вт.
Начало летных испытаний - 12.10.1982
Средство выведения - Протон
 
Глонасс-К
 
Расчетный срок службы - 10 лет
Стартовая масса - 935 кг.
Мощность СЭП - 1600 Вт.
Начало летных испытаний - 26.02.2011
Средство выведения - Союз-2 с РБ Фрегат
 
Глонасс-М
 
Расчетный срок службы - 7 лет
Стартовая масса - 1415 кг.
Мощность СЭП - 1400 Вт.
Начало летных испытаний - 10.12.2003
Средство выведения - Протон