КОМПЛЕКСНАЯ НАВИГАЦИОННО-СВЯЗНАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА С ВЫСОКОТОЧНЫМ АСТРОЗВЕЗДНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ

© В.П.Сенкевич, В.Д.Кусков, Е.Л.Новикова
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и научное прогнозирование"
2006 г.

XXI век — век интенсивного массового превращения информации и знаний в экономический и социальный ресурс современной мировой культуры. Ключевым пониманием эволюции социальной сферы является понятие информатизации во всех сферах деятельности интеллектуальных сообществ людей в глобальном международном масштабе. Развитие интеллектуальных сообществ уже немыслимо без глобальных, интеллектуальных, интегрированных космических систем. Предлагается к рассмотрению комплексная навигационно-связная сетевая система, в которой реализуется метод высокоточной автономной астрозвездной навигации в заатмосферном звездном базисе.

В настоящее время в мире принят метод определения орбит навигационных космических аппаратов (НКА) с помощью системы дальномерных измерительных средств, распределенных на поверхности Земли. Данный метод имеет потенциальные ограничения точности навигации, связанные с проблемой точного определения параметров вращательного движения Земли и параметров относительного движения общеземной и референцной систем геодезических координат.

Возможен другой предлагаемый способ построения системы определения траектории НКА, не связанный с неопределенностями вращательного движения Земли. Эта методология базируется на привязке орбитальных определений НКА к системе координат заатмосферного звездного базиса, точность которой оценивается по результатам программы космического телескопа Hipparcos величиной (1 2)х10-3 мс. Определение траектории НКА по измерительной информации визирования КА – КА на фоне звезд и измерения межспутниковой дальности (в квантово-оптическом канале межспутниковой связи) позволит повысить точность космической навигации спутника (КНС) на 1,5-2 порядка в сравнении с достигнутым в настоящее время уровнем точности GPS ~9 м, достигаемой с помощью глобальных гигантских систем слежения IGS и РСДБ за параметрами вращательного движения Земли.

Но в предлагаемом методе имеется своя проблема, необходимость периодического (или желательно непрерывного) перенаблюдения собственных звезд для уточнения каталогов. Для разрешения данной проблемы разработан способ абсолютного уточнения собственных движений и координат звезд с помощью космического интерференционного теодолита (КИТ), особенностью которого является возможность вычисления и исключения коллимационных ошибок оптической системы наблюдений при долгосрочных непрерывных наблюдениях.

Квантово-оптический прибор, объединяющий в единой конструкции систему наблюдения КА на фоне звезд, лазерный межспутниковый дальномер и визирную систему космического теодолита, представляет комплексную систему астрозвездной навигации сетевой космической навигационной системы, реализующую задачу высокоточного определения орбит КА и одновременного улучшения заатмосферного каталога. Такой прибор, устанавливаемый на каждом навигационном аппарате, используя естественное вращение КА относительно небесной сферы при вращении в ориентированном режиме вокруг Земли, позволяет осуществлять непрерывное слежение за движением звезд, находящихся в рабочей зоне навигационных определений орбит НКА.

Комплексная интеграция высокоточного координатно-временного обеспечения с фазосинхронными системами подвижной связи 3 го и последующих поколений связи поднимает уровень технико-экономической эффективности и потребительской привлекательности до уровня международного значения. Полное покрытие мирового пространства и обеспечение глобального, мобильного доступа может быть реализовано только с помощью совместного сопряжения наземного и спутникового сегментов.

В соответствии с концепцией IMT-2000 создаваемый в рамках многофункциональной интегрированной наземно-космической системы космический сегмент будет обладать высоким уровнем устойчивости. В многофункциональной космической системе предполагается использование для связи диапазон 40 ГГц, отводимый для подвижной связи. Ориентация на управляемые антенные фазированные решетки на потребительском уровне позволит изменить принципиально энергетическую политику в системе от принципа «сильный борт – слабая Земля» к принципу «сильная Земля – слабый борт».

Чтобы не «выпадать» из исторического процесса согласованного развития с наземными системами, космические системы должны будут подчиняться законам согласованного развития с наземными системами. Космические системы должны быть обслуживаемыми в процессе эксплуатации. Космические аппараты должны с периодичностью в среднем 5 лет сниматься с орбиты, возвращаться на Землю для модернизации или дооснащения. Обслуживание космической системы – это принципиально новый «образ жизни», позволяющий успевать за темпами развития наземных систем.