® ®

Модернизация мировой GNSS системы Атырау, 2 марта 2010 Караванов Михаил TRIMBLE

В этом докладе: Модернизация GNSS системы – модернизация GPS – модернизация ГЛОНАСС – программа Galileo – программа COMPASS Новые GNSS сигналы и их преимущества для пользователей GNSS технология Trimble R-track и ее характеристики

Мировая GNSS система GPS ГЛОНАСС Galileo Compass (BeiDou)

Модернизация GNSS GPS – Новый сигнал L2C – Программа переконфигурации системы – Новая частота L5 ( ) – Обновление системы GPS III ( ) ГЛОНАСС – программа ускоренного развертывания – новые параметры Земли ПЗ-90.02, практически совпадающие с ITRF 2000 – новое поколение ГЛОНАСС-М со сроком службы 7 лет – подготовка спутников ГЛОНАСС-К с третьей гражданской частотой и со сроком службы лет (2010) – Увеличение орбитальной группировки до 30 спутников – Программа запуска ГЛОНАСС-КМ с кодовым разделением сигналов с 2015 Galileo – Продление программы первого тестового GIOVE-A (с по ) – Запуск второго тестового спутника GIOVE-B в апреле 2008 – Объявлены итоги тендера на первые 14 спутников

График модернизации GPS – август 2010: Запуск первого спутника блока GPS IIF (с частотой L5) – 2014: Запуск первого спутника блока GPS III ГЛОНАСС – 2010: запуск 6 спутников и первого ГЛОНАСС-K с третьей частотой – 2010: завершение системы из 24 рабочих ИСЗ (всего 27) – 2011: завершение системы из 30 ИСЗ ГЛОНАСС-М Galileo – 2010: Ноябрь - Запуск первой пары тестовых (IOV) ИСЗ – 2011: Апрель – Запуск второй пары тестовых ИСЗ – 2013: В системе 16 спутников – 2015 ? Завершение системы из 30 спутников

Число спутников GPS

Новый сигнал GPS – L2C Новый гражданский сигнал L2C, транслируемый на частоте L2 - это усложненный код, который расшифровывается современными приемниками – ниже уровень зашумления кода – лучшее разделение кодов – ослабление влияния многолучевости – улучшенные параметры взаимной корреляции спутников L5

Новый сигнал GPS – L2C Прямой и удобный доступ к частоте L2 Более надежное отслеживание сигналов L2 Сигнал/Шум как на L1 и даже лучше Отслеживание слабых сигналов от низких спутников P(Y) L2CM C/A P(Y)M L5 L2 L1

Более мощный сигнал

Что дает новый сигнал L2C? улучшенный захват и отслеживание спутников в неблагоприятных условиях наблюдений уменьшается время сеансов статических наблюдений увеличивается точность динамических измерений более чистый сигнал позволяет надежнее определять срывы инициализации ускорение инициализации

Программа запуска спутников с L2C На текущий день запущено 8 модернизированных спутников GPS IIR-M – Первый GPS IIR-M1 в сентябре 2005 – Последний GPS IIR-21 (M8) запущен в августе 2009 – Далее – только со спутников GPS IIF Завершение созвездия из 24 ИСЗ – к 2016

Спутники GPS с приемом сигналов L2C

Число спутников: – 11x Block IIA – 12x Block IIR – 7x Block IIR-M + 1x тест С сигналом L2C 4 спутника Block IIA используются как резервные Текущий статус GPS

Новая программа Число спутников – оставить без изменения 30 работают как 24 в смысле геометрии – Разбить 3 пары с резервными спутниками – Рассредоточить (24, 26 и 49) по орбитам за Точность RTK повысится

Программа перегруппировки

Третья частота GPS - L5 – Вторая ступень GPS модернизации (2009 – 2018) – Трансляция с более мощных спутников Block IIF – L5 обеспечит дополнительные измерения по фазе несущей на частоте МГц P(Y) L2CM C/A P(Y)M L5 L2 L1

Улучшения в Control Segment ВВС США подписали контракт с Raytheon на $886 млн на разработку нового элемента наземной системы управления GPS - OCX (Advanced Control Segment).Raytheon – Повышенная точность и надежность системы GPS – Большая устойчивость к радиопомехам – Более высокий уровень безопасности Для упрощения управления текущими спутниками GPS block II и всеми будущими

Третья частота GPS - L5 L5 передается в широкой полосе – с уменьшенной радиочастотной интерференцией – co сниженными ионосферными задержками – с высокой частотой передачи (меньше многолучевость) L5 передается с большей мощностью – расширяются возможности RTK L5

Программа запуска спутников с L5 Первый спутник GPS IIR-M7 для проверки частоты L5 запущен в апреле 2009 Запуск первого спутника GPS IIF-1 запланирован на лето 2010 – Всего 12 штук, срок жизни 12 лет Завершение созвездия из 24 ИСЗ – к 2018

Что нам даст новая частота L5? Увеличение точности и надежности результатов

Что нам даст новая частота L5? Надежнее разрешение неоднозначности быстрее инициализация (и RTK съемка), особенно на больших удалениях от базовой станции – Предполагается, что инициализация на 100 км будет занимать столько же времени, сколько сейчас занимает инициализация в RTK на 10 км Лучшее моделирование ионосферы Более длинные вектора Меньшее число базовых станций Надежнее захват спутников Меньшее влияние многолучевости

GPS Block III самое масштабное обновление системы с начала 90-х годов – в 500 раз более мощный сигнал, чем у современных спутников – Более высокая точность, надежность и помехозащищенность Четвертый гражданский сигнал L1C Запуск первого ИСЗ в 2014 – Сначала 8 спутников GPS IIIA – Затем 8 усовершенствованных спутников GPS IIIB – Затем 16 более совершенных спутников GPS IIIC Завершение созвездия из 24 ИСЗ – к 2021

GPS Block III 4-ый гражд сигнал (L1C) 4x лучше качество сигнала Лучшая синхронизация с другими системами Начало обновления сегмента управления с ий гражд сигнал (L5) Часы 2 Rb + 1Cs 12 лет жизни

Бюджет США для GPS Бюджет на 2009 год млрд. $ Бюджет на 2010 год – 1.0 млрд.$ – 830 млн $ - для Министерства Обороны – 150 млн $ - для Министерства Транспорта Проект бюджета на 2011 – 1.23 млрд $ – 1057 млн $ - для Министерства Обороны 35 млн.$ на разработку спутников GPS Block IIF 828 млн.$ на создание GPS Block IIIA 195 млн.$ на поддержку других программ – 180 млн $ - для Министерства Транспорта 58 млн.$ новые гражданских возможности GPS 95 млн.$ на WAAS 14 млн.$ на наземную систему LAAS 8 млн.$ на национальную дифсистему NDGPS

Распределение GNSS частот GPS L2 GPS L1 1164MHz GPS L5 GLONASS G2 GLONASS G1 1188MHz 1217MHz 1239MHz 1260MHz1563MHz1587MHz 1593MHz 1610MHz RNSS Band Lower L-Band Upper L-Band RNSS Band 1151MHz 1237MHz ARNS Band RNSS Band

Совместное использование спутниковых систем Мин. количество видимых спутников возрастает с 5 до 9 – Меньше срывов инициализации – Работа в сложных спутниковых условиях = расширяется доступность RTK – Для решения используется наилучшая геометрия спутников – Ускорение повторной инициализации

Количество КА в орбитальной группировке Блок Блок Блок Блок 38Блок 39Блок 40 Блок Блок Блок 41c Реализация ФЦП ГЛОНАСС с учетом изменений 2008 года Глонасс-КМ (ЛИ) Комбинированный Блок Блок Блок Блок К2 Блок К Блок 42Блок 43c Развитие системы ГЛОНАСС

Статус системы ГЛОНАСС Премьер-министр России Владимир Путин подписал 12 сентября 2008 постановление об увеличении финансирования федеральной программы ГЛОНАСС на 67 млрд руб (2.6 млрд $) Изначально финансирование ФПЦ «ГЛОНАСС» на 2008– 11 годы планировалось в размере 30 млрд руб., из них 10 млрд было выделено в 2007 Вице-премьер Иванов представил законопроект «О навигационной деятельности»: – вся навигационная деятельность в России будет абсолютно свободной и открытой – точность определения координат ограничивается лишь в отдельных регионах страны по специальному перечню, определяемому Министерством обороны. Вся остальная страна полностью открыта по точности координат. – открытые навигационные сигналы будут доводиться до всех потребителей бесплатно

Развитие системы ГЛОНАСС Новая модернизированная версия геодезических параметров Земли – ПЗ-90.2 – Введена , перешли На всех КА ГЛОНАСС была обновлена эфемеридная информация, реализующая новую государственную геоцентрическую систему координат ПЗ – Изменены долготная ориентировка и масштаб. Параметры трансформирования ПЗ при переходе в Международную земную систему координат ITRF2000 содержат только смещение начала системы координат по осям X, Y, Z на -36 см, +8 см, +18 см – Увеличение точности привязки в 3-4 раза – До уточнения параметров согласования систем координат ПЗ и WGS84, реализуемых космическими навигационными системами ГЛОНАСС и GPS, производителям комбинированной НАП рекомендуется использовать нулевые параметры перехода.

Развитие системы ГЛОНАСС

Состояние системы ГЛОНАСС

Планируемые запуски ГЛОНАСС 2010: Три пуска – 2 марта 2010: запущена первая тройка ГЛОНАСС-M Конец 2010: запуск первого спутника ГЛОНАСС-K – В 1.5 раза легче – со сроком службы 10 лет вместо 7 – 5 навигационных сигналов

Перспективы ГЛОНАСС 2011: Завершение системы – 30 КА Глонасс-М – Далее по 1 спутнику в год для поддержания системы 2012: запуск последнего Глонасс-М 2015: 30 КА = 15 Глонасс-М + 15 Глонасс-К После 2015: запуск ГЛОНАСС-КМ – Кодовое разделение сигналов (CDMA) – Полная совместимость с сигналами других СНС

Модернизация навигационных радиосигналов КА «Глонасс» КА «Глонасс-М» КА «Глонасс-К» L1 L2L3 ВТ,СТ ВТ - - ВТ,СТ Перспектива Состояние Реализовано Реализуются с 2010 г Реализовано Реализуются после 2015 г КА «Глонасс-КМ» Частотное разделение сигналов Кодовое разделение сигналов L1ROC L5ROC L1ROC L5ROC L1SC L2SC L3SC L2OC

Galileo

Распределение GNSS частот GPS L2 GPS L1 1164MHz Galileo E1 L1 E2 Galileo E6 Galileo E5A Galileo E5B GPS L5 GLONASS G2 GLONASS G1 1188MHz 1214MHz 1217MHz 1239MHz 1260MHz 1261MHz 1300MHz1559MHz1563MHz1587MHz 1591MHz 1593MHz 1610MHz RNSS Band Lower L-Band Upper L-Band RNSS Band 1151MHz 1237MHz ARNS Band RNSS Band GLONASS G3 ? Compass B6 B1 Compass B5B B2

GALILEO Система будет состоять из 30 спутников (27 операционных и 3 запасных) Самые точные атомные часы – со стабильностью менее 1 наносекунды в сутки Срок активной работы спутника 12 лет Абсолютная точность 5 метров Бюджет Galileo до 2013 года – 4.72 млрд $

Запуск спутников Galileo Первый запуск тестового спутника Galileo GIOVE-A - в декабре 2005 – Работает до сих пор, на 2 года больше плана Запуск второго тестового GIOVE-B - в апреле 2008

Контракты Galileo 2009: European Space Agency (ESA) и Arianespace подписали контракт на запуск 4 тестовых спутников Galileo в 2010/11 Январь 2010: ESA подписывает основные контракты – OHB (совместно с SSTL) - производство и оснащение 14 спутников млн $; – Arianespace – запуск спутников. Первые 5 пусков с ракеты Союз по паре – Thales Alenia Space – поддержка и сопровождение системы млн $

Запуск спутников Galileo Первые 4 тестовых спутника (IOV) будут запущены по паре двумя ракетами Союз из космического центра Куру в ноябре 2010 и апреле 2011 июль 2012 – запуск первой рабочей пары – Следующие пары – раз в квартал 2013: 16 рабочих спутников 2014: Полная готовность системы

GALILEO Повышение точности Повышение надежности Повышение доступности

Может ли Trimble отслеживать Galileo? Антенны Trimble Zephyr II и Trimble Choke Ring отслеживают все существующие спутниковые сигналы, включая Galileo

Расширенный диапазон частот GPS L2 GPS L1

Первый образец в августе 2007

GPS+ГЛОНАСС+Galileo RTK

Технология Trimble R-Track Поддержка новых сигналов GPS: – Приемники R5 и R6: прием сигналов L2C – Приемники R7 GNSS и R8 GNSS: прием сигналов L2C и L5

Технология Trimble R-Track поддержка сигналов ГЛОНАСС : ( Прием сигналов L1 C/A код, L1 P код, L2 P код, полный цикл фазы несущих L1/L2) Приемники R4, R5, R6 – с опцией приема ГЛОНАСС Приемники R7 GNSS и R8 GNSS – прием ГЛОНАСС стандартно

Технология Trimble R-Track Trimble R8 GNSS (Model 3) поддерживает Galileo Trimble R8 GNSS уже поддерживает сигналы тестовых спутников Galileo Giove-A и Giove-B для оценки Для приема Galileo будет предлагаться дополнительная модернизация *Модуль Galileo ожидает подтверждения на коммерческое лицензирование от Galileo администрации

GPS линейка Trimble

Технология Trimble R-Track Учитывает текущие и БУДУЩИЕ требования пользователей Защищает вложения пользователей при модернизации GNSS системы Увеличивает конкурентоспособность

Текущий статус COMPASS Расширение системы Beidou Завершение в спутников – 5 геостационарных – 30 среднеорбитальных Характеристики – Открытый сервис: точность 10 м, время 10 нсек, скорость 0.2 м/с – Авторизованный сервис В настоящий момент – запущено 3 геостационарных спутника

Развитие COMPASS 2007, 2009, январь 2010: запуск трех геостационарных спутников 2010 – 6 спутников 2011 – 12 спутников 2020 – 35 спутников

СПАСИБО