На вопросы «НВО» о работе ГЛОНАСС, ее возможностях и перспективах ответил один из самых компетентных специалистов в данной области Юрий Матэвич Урличич – генеральный директор – генеральный конструктор Федерального государственного унитарного предприятия «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения»,

Система ГЛОНАСС – это реальность, а не отдаленное будущее
Возможности спутниковой навигации востребованы во всех сферах, в том числе и в обороне
2009-08-14 / Виктор Мясников
http://nvo.ng.ru/armament/2009-08-14/8_glonass.html

Космический аппарат «ГЛОНАСС-М».
Фотографии предоставлены РНИИ КП
О глобальной навигационной спутниковой системе (ГЛОНАСС) в последнее время много пишут и говорят. Можно сказать, это модная тема. И в то же время не очень понятная. На вопросы «НВО» о работе ГЛОНАСС, ее возможностях и перспективах ответил один из самых компетентных специалистов в данной области Юрий Матэвич Урличич – генеральный директор – генеральный конструктор Федерального государственного унитарного предприятия «Российский научно-исследовательский институт космического приборостроения», генеральный конструктор глобальной навигационной системы ГЛОНАСС, доктор технических наук, профессор.

Юрий Матэвич – член Совета генеральных и главных конструкторов, ведущих ученых и специалистов в области высокотехнологичных секторов экономики при председателе правительства Российской Федерации; член научно-технического совета Военно-промышленной комиссии при правительстве Российской Федерации; член Президиума научно-технического совета Федерального космического агентства; член Президиума Российской академии космонавтики им. К.Э.Циолковского, сопредседатель межотраслевого совета «Микротехнологии в космосе». Автор более 150 печатных трудов, 20 изобретений и патентов.

– Юрий Матэвич, в ситуации финансового кризиса, когда правительство экономит на всем, тем не менее на ГЛОНАСС отпускаются большие средства. Значит ли это, что система ГЛОНАСС необходима всей стране? Можно ли рассматривать данное вложение как инвестиции, которые вскоре окупятся и принесут прибыль?

– В условиях кризиса России необходимо сделать решительный шаг от сырьевой экономики в сторону высоких технологий. Глобальная навигационная система ГЛОНАСС как нельзя лучше подходит на роль локомотива инновационного развития отечественной экономики. Возможности спутниковой навигации востребованы практически во всех отраслях экономики – от энергетики и связи (синхронизация) до строительства и сельского хозяйства (эффективное управление машинами и механизмами, мониторинг сложных инженерных сооружений, точное земледелие и т.д.).

Есть много примеров использования ГЛОНАСС, подтверждающих экономическую эффективность применения спутниковой навигации. Но у ГЛОНАСС имеется и другое предназначение – обеспечение безопасности. Ежегодно на российских дорогах погибают более 30 тысяч человек, в основном трудоспособного возраста. Применение технологий спутниковой навигации позволяет оптимизировать алгоритмы управления дорожным движением, работу бригад «скорой помощи», спасателей, нарядов ДПС, страховых компаний. Так что мы не только создаем технологию, мы уже применяем эти решения на практике в целях безопасности людей.

Решения на основе технологий ГЛОНАСС активно внедряются Министерством внутренних дел Российской Федерации. Это позволяет эффективно использовать имеющиеся в распоряжении стражей правопорядка силы и средства. В итоге существенно сократилось время реагирования на совершаемые правонарушения. Применение спутниковой навигации в МВД позволило повысить раскрываемость «по горячим следам», в том числе таких тяжких преступлений, как разбои, грабежи, убийства.

Без использования современных навигационных технологий трудно будет обеспечить конкурентоспособность национальной экономики. А сажать российскую экономику «на иглу» американской GPS с учетом возможностей режима селективного доступа и преднамеренного «загрубления» или искажения сигнала над определенной географической территорией, а также существующих техногенных, экономических и других рисков, мягко говоря, недальновидно.

Так что необходимость применения системы ГЛОНАСС вопросов не вызывает. Именно поэтому, а также для обеспечения безопасности и обороноспособности страна и выделяет финансовые ресурсы на ГЛОНАСС. Кстати, аналогичным образом сегодня поступает и Китай, и Евросоюз, находящийся в одном с США военно-политическом блоке НАТО. А провалившаяся попытка создания глобальной навигационной спутниковой системы с привлечением на коммерческой основе частного капитала, то есть смешивания функций государства и бизнеса, уже привела к задержке создания европейской системы Galileo на несколько лет. По оценкам специалистов, система Galileo может заработать в полном объеме после 2014 года. Надо различать задачи государства и бизнеса. Понятия окупаемости и прибыли относятся скорее к сфере бизнеса. У государства своя зона ответственности.

Руководители нашего государства четко обозначили направление преодоления кризиса – переход к инновационной экономике. Внедрение современных технологий, к которым, безусловно, относятся спутниковые навигационные технологии на основе ГЛОНАСС, как раз и позволяет заложить основы такой экономики.

Хочу напомнить, что на сегодняшний день в мире существуют только две функционирующие глобальные навигационные спутниковые системы – ГЛОНАСС и GPS, и остальным странам пока не удалось создать ничего подобного.

– В русле инновационного развития экономики России какое место занимает система ГЛОНАСС? В чем именно ее инновационная привлекательность и перспективы?

– ГЛОНАСС – это уникальная по охвату и значению спутниковая система. Помимо глобального характера зоны обслуживания и проникновения практически во все отрасли экономики нельзя не отметить и достаточно широкий для спутниковых систем состав, включающий средства фундаментального обеспечения (фундаментальную науку о Земле и комплекс астрономо-геодезических параметров), космический комплекс, функциональные дополнения, систему апостериорного высокоточного определения эфемерид и временных поправок, а также комплекс аппаратуры потребителей. Практически функционально полный набор – от научных трудов до прикладного применения. Так что ГЛОНАСС уже по своему составу и задачам носит инновационный характер.

Одной из наиболее массовых областей применения системы ГЛОНАСС является использование ГЛОНАСС-технологий на транспорте. Современные системы мониторинга и управления транспортом позволяют снижать затраты на перевозку людей и грузов, экономить топливо, оптимизировать логистику, уменьшать выбросы в атмосферу – все вместе это дает значительный экономический эффект. По опыту использования корпоративных систем и систем мониторинга на коммерческом транспорте можно утверждать, что они окупаются за год или менее.

– Вот уже в течение многих лет мы наблюдаем одну и ту же картину: запускаются несколько спутников серии ГЛОНАСС, но параллельно часть ранее запущенных спутников выбывает из орбитальной группировки. И никак на орбите не сформируется группировка из 24 космических аппаратов. Когда же наши спутники будут жить в космосе не 3–4 года, а 10–15 лет, как американские?

– К сожалению, миф о том, что система ГЛОНАСС работоспособна только при наличии на орбите 24 космических аппаратов, порожденный технически безграмотными «аналитиками», оказался на удивление живучим. Несмотря на то что навигационному сообществу его удалось развенчать, подобные домыслы до сих пор цитируют некоторые СМИ. Как генеральный конструктор системы, могу вас уверить, что уже при 18 функционирующих в составе орбитальной группировки космических аппаратах на территории Российской Федерации обеспечивается практически 100-процентная доступность навигационного сигнала ГЛОНАСС, а в глобальном масштабе этот показатель составляет 94%.

Сегодняшняя орбитальная группировка состоит из 19 спутников «ГЛОНАСС-М» с гарантированным сроком активного существования на орбите 7 лет и одного спутника серии «ГЛОНАСС», который при гарантированном сроке активного существования 3 года уже отработал на орбите 5,5 года. В 2010 году планируется начать летно-конструкторские испытания спутников нового поколения ГЛОНАСС-К, у которых этот показатель составит не менее 10 лет.

Аналогичные проблемы поддержания необходимого количества космических аппаратов в составе орбитальной группировки существуют и у GPS. В этом году Главное бюджетно-контрольное управление США (GAO) выпустило отчет о будущем системы GPS, в котором выражена озабоченность тем, что орбитальная группировка может оказаться неспособной обеспечивать должные эксплуатационные качества в период с 2010 по 2018 год (System Design & Test newsletter, May 2009, GPS World, May 27, 2009). Брэд Паркинсон, первый директор отдела реализации программы GPS, главный архитектор и защитник GPS, заявил: «Возможно, что в группировке окажется менее 24 спутников». Наконец, разработка поколения спутников замены, именуемых IIF, неоправданно затянулась (контракт был подписан в 1996 году, а кондиционного спутника до сих пор нет) и вышла далеко за рамки бюджета. Брэд Паркинсон считает, что разработка устарела и характеристики этих спутников не отвечают последним требованиям.

– Пиар-кампания с участием Владимира Владимировича Путина и Сергея Борисовича Иванова всех убедила, что прибор ГЛОНАСС необходим автомобилистам и собакам. Но это сугубо бытовая сфера. Насколько широко используется ГЛОНАСС в промышленности, экономике?

– Система ГЛОНАСС – это не отдаленное будущее и не рекламная или PR-акция. Это реальность. Те космические аппараты, которые в настоящее время функционируют в составе орбитальной группировки, обеспечивают покрытие территории нашей страны 24 часа в сутки.

Использование системы ГЛОНАСС на практике дает ощутимое преимущество. Если говорить о навигации только по системе ГЛОНАСС или только по GPS, то в реальных условиях города, за счет высотных зданий и узких улиц, вполне возможна ситуация потери навигации при полностью исправном оборудовании, поскольку для успешного решения задачи навигационного определения необходимо получать качественный сигнал одновременно от четырех спутников, а при «каньонной застройке» участок так называемого чистого неба весьма ограничен. Это характерно и для сильнопересеченной местности (горы, ущелья, лесные массивы). Применение совмещенных двухсистемных приемников ГЛОНАСС/GPS практически удваивает количество одновременно доступных спутников, и потери навигации случаются гораздо реже.

Кроме того, в силу особенностей орбитального построения группировок, ГЛОНАСС лучше работает в высоких широтах, а GPS – в приэкваториальных.

Чтобы охарактеризовать экономический эффект от использования системы ГЛОНАСС, приведу лишь несколько объективных данных, представленных руководством Ярославской области (это один из регионов, где впервые начали использовать технологии ГЛОНАСС):

– ускорение сроков выполнения геодезических работ – в 2–3 раза;

– снижение затрат на проведение кадастровых работ – в 2 раза;

– сокращение задержек при перевозке грузов – на 17–20%;

– сокращение расхода топлива – на 12% и т.д.

– Изначально глобальная навигационная система предназначалась для военных целей – определение местоположения подводных лодок и надводных кораблей в Мировом океане. Насколько расширилась военная сфера применения ГЛОНАСС сейчас?

– Характер современных военных конфликтов (на территории бывшей Югославии, в Иране, Афганистане) показывает, что успех современных боевых операций в основном обеспечивает применение высокоточного оружия. При этом людские потери как с атакующей стороны, так и с обороняющейся малочисленны, а гражданская инфраструктура подвержена разрушению в меньшей степени. Высокоточное оружие – это прежде всего точное определение взаимоположения поражающего элемента и цели, которое и обеспечивается применением навигационных систем. Здесь роль системы ГЛОНАСС трудно переоценить. Кроме того, современное навигационное оборудование находит широкое применение в ВМФ, ВВС, системах наведения ствольной и залповой артиллерии и др., а при выполнении спецопераций эффективно применяются индивидуальные навигационные приборы.

Юрий Урличич – генеральный конструктор ГЛОНАСС.
– Периодически возникают ситуации, связанные с поиском пропавших самолетов и вертолетов, иногда их ищут месяцами. Возможно ли создание системы, которая постоянно отслеживала бы полеты всех летательных аппаратов?

– Конечно, при необходимости это возможно. Но для облегчения решения задачи поиска и спасения потерпевших бедствие самолетов, вертолетов и морских судов сегодня уже существует международная спутниковая система КОСПАС-САРСАТ, с помощью которой, по данным на конец 2008 года, было спасено более 26 000 человек. Оснащение аварийных радиобуев КОСПАС-САРСАТ приемниками ГЛОНАСС/GPS позволяет на порядок повысить точность определения координат и, как следствие, существенно сократить время поиска пострадавших. Наш институт является головной организацией по российскому сегменту этой системы. В этом году мы приступили к модернизации российского сегмента системы КОСПАС-САРСАТ. В июле на орбиту успешно выведен новый российский спутник «Стерх». В перспективе группировка космических аппаратов системы поиска и спасения будет наращиваться, что позволит в кратчайшие сроки реагировать на чрезвычайные ситуации. Однако далеко не все зависит от возможностей техники. Определяющими часто являются человеческий фактор (не установили или не активировали аварийный радиобуй) и организационные моменты.

Кстати, на новых спутниках ГЛОНАСС-К планируется установить аппаратуру ретрансляции сигналов КОСПАС-САРСАТ, аналогичные планы есть и у GPS, и у Galileo. Таким образом, мы видим некую синергию различных глобальных спутниковых систем в интересах безопасного развития человечества.

Теперь к вопросу о возможности отслеживания полетов всех летательных аппаратов. В настоящее время на коммерческой основе существуют космические системы, которые обеспечивают отдельные регионы (США и Европу) мониторингом полетов самолетов.

Единственной космической системой глобального характера, которая обеспечивает мониторинг летательных аппаратов, является система INMARSAT. Российским оператором этой системы является «Морсвязьспутник». Стоимость одного комплекта аппаратуры для передачи низкоскоростных данных (1200 бит/с) составляет 20–30 тысяч долларов США. Стоимость одного пакета данных (широта, долгота, высота, время) – 2 рубля, с добавлением трех векторов скорости – 4 рубля. Ограничений на количество комплектов нет.

ФГУП «РНИИ КП» имеет возможность разработать космическую систему мониторинга самолетов регионального характера, которая позволит осуществлять слежение за летательными аппаратами над территорией России, Европы, стран Центральной и Юго-Восточной Азии. Федеральным космическим агентством поручено нашему институту в кооперации с заинтересованными ведомствами подготовить системный проект по данной проблематике к концу текущего года.

– Что такое приемник ГЛОНАСС, понятно. А возможно его совмещение с передатчиком? То есть диспетчер, дежурный спасатель или милиционер смогут ли получить сигнал бедствия с указанием координат? Потребуется ли для этого участие дополнительно спутника связи?

– Как показывает практика, даже под понятием «навигационный приемник» многие так называемые эксперты, некомпетентное мнение которых часто тиражируется в СМИ, подразумевают совершенно разные устройства вплоть до образца многоцелевой системы, построенной на основе применения навигационных технологий. Зачастую такой подход используется для манипулирования мнением аудитории.

Приемник спутникового навигационного сигнала (ГЛОНАСС/GPS-приемник) – это микросхема или совокупность микросхем (иногда по контексту с антенной или без таковой) с соответствующим программным обеспечением, задача которых принимать и декодировать сигналы спутниковой навигационной системы и выдавать на выходе координаты объекта в определенном формате.

Для обеспечения возможности передачи данных о местонахождении объекта наблюдения и при необходимости – других параметров объекта нужен канал связи. Чаще всего используется GSM/GPRS-модем. В ситуации, когда необходима возможность передачи данных вне зон обслуживания сотовых сетей, могут использоваться каналы спутниковой связи (при использовании соответствующего оборудования) или другие ее виды. В требованиях МВД, например, прописана УКВ-связь. И это тоже реализовано в существующей аппаратуре, использующей ГЛОНАСС/GPS.

В Европе с 2010 года начинает работать принятая Еврокомиссией программа e-call («экстренный вызов»). В странах ЕС, подписавших меморандум по внедрению программы «экстренный вызов», законодательно установлены требования к автопроизводителям оборудовать автомобили, поставляемые для продажи на рынки этих государств, телематическими блоками, позволяющими при использовании спутниковой навигации точно определить место ДТП и своевременно вызвать необходимую помощь, связавшись с диспетчерским центром по каналам беспроводной связи. Аналогичная российская программа экстренного реагирования при аварии (ЭРА ГЛОНАСС), над которой работают Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС-Форум», Профессиональная ассоциация противодействия угонам транспортных средств, ФГУП «РНИИ КП» НП «ИТС-Россия» и представители страхового сообщества, основана на технологиях ГЛОНАСС.

Совмещение приемника ГЛОНАСС с передатчиком осуществлено в персональном аварийном радиобуе ПРБ-406 системы КОСПАС-САРСАТ, которые выпускаются в России. При включении ПРБ-406 координаты места бедствия будут известны службам спасения уже через 5–10 минут.

– За рубежом идет активное внедрение GPS в бытовую аппаратуру – мобильные телефоны, фотоаппараты, видеокамеры. Планируется что-то подобное для ГЛОНАСС? Или элементная база не позволяет производить столь миниатюрные приборы?

– Системы ГЛОНАСС и GPS были развернуты примерно в одно и то же время, в 1995 и 1993 годах соответственно. Технические характеристики спутникового сегмента обеих систем сопоставимы.

Система GPS и, самое главное, конечное оборудование потребителей для работы с ней (навигационные приемники, навигаторы, телематические терминалы и т.д.) планомерно развивались до сегодняшнего дня без вынужденных провалов и остановок.

Система ГЛОНАСС, как и вся наша страна, пережила системный кризис начала 90-х, и развитие как самой системы, так и конечного оборудования продолжилось только в 2002 году. За последние годы был сделан серьезный рывок вперед в части технологий, но он еще не скомпенсировал то отставание, которое было накоплено за годы кризиса, с учетом пока не решенных проблем с отечественной микроэлектроникой. Полностью конкурентоспособной элементная база, позволяющая использовать технологии ГЛОНАСС, станет в 2011–2012 годах, когда будет освоен выпуск навигационных приемников по современным технологическим нормам. Так, АФК «Система» анонсировала выпуск микрочипов по 45-нанометровой технологии, которые необходимы для создания массовой навигационной аппаратуры потребителей. Начинается серийное производство навигационных приемников ГЛОНАСС/GPS «ГеоС», создаваемых совместно компаниями РНИИ КП, «М2М телематика» и КБ «ГеоСтар навигация», есть перспективные продукты и в производственных планах концерна «Алмаз-Антей».

– На достаточно высоком уровне зашла речь об ограничительных пошлинах на ввоз аппаратуры GPS в Россию. Не является ли это признанием неконкурентоспособности ГЛОНАСС? Оправданны ли такие ограничения?

– Инициатива правительства оправданна, однако надо осмыслено подойти к ее реализации. Необходимо заранее подготовить участников рынка к предстоящим изменениям.

На данный момент номенклатура изделий с GPS-приемниками, на которые будет повышена пошлина, не определена. Нужно отметить, что помимо навигаторов существует еще несколько видов устройств с GPS: ОЕМ-модули, сотовые телефоны, смартфоны, коммуникаторы, телематические и охранно-поисковые терминалы на основе спутниковой навигации. Есть также и другое оборудование, в котором используется GPS (например, приборы высокоточного позиционирования или встроенные системы навигации в автомобиле). Эффект от повышения пошлин на каждый из вышеуказанных видов GPS-устройств с точки зрения продвижения системы ГЛОНАСС и защиты отечественного рынка, естественно, будет разным.

Меры по защите российского навигационного рынка надо вводить продуманно, чтобы повышение пошлин на ввозимые GPS-устройства стало позитивным фактором, стимулирующим производителей готовых изделий к использованию ГЛОНАСС/GPS, а розничные торговые сети – к продаже аппаратуры на базе приемников ГЛОНАСС/GPS.

Поскольку российский рынок спутниковой навигации составляет менее 1% мирового, особое значение я придал бы снижению или отмене экспортных пошлин на аппаратуру ГЛОНАСС и ГЛОНАСС/GPS, а также ввозных пошлин на комплектующие для нее. Это поддержит отечественного производителя и приведет к снижению цен на выпускаемую продукцию за счет увеличения объемов выпускаемых серий.

– Не секрет, что комплектующие для аппаратуры ГЛОНАСС приходится ввозить из-за рубежа. И уже есть в продаже импортные двухдиапазонные приборы, использующие одновременно сигнал GPS и ГЛОНАСС. Может, вообще отдать производство на откуп Юго-Восточной Азии – рынок моментально будет заполнен дешевой продукцией?

– Вот только качество такой аппаратуры никто не сможет гарантировать.

В настоящее время в мире существуют только две глобальные навигационные системы – ГЛОНАСС и GPS. Ближайшие конкуренты – европейская Galileo и китайская Compass – появятся не ранее чем через несколько лет. Так что владение технологиями ГЛОНАСС – это стратегический ресурс. Возможно, имеет смысл лицензировать производство разработанных в России чипов, но полностью «отдавать на откуп» эту сферу нельзя.

– Одно время шли разговоры о конкуренции ГЛОНАСС с GPS. Потом заговорили, что ГЛОНАСС будет дополнять более продвинутую систему GPS. Сейчас складывается впечатление, что ГЛОНАСС превращается во внутрироссийский проект. Какой видится роль ГЛОНАСС на международном рынке навигационных услуг?

– Еще раз спасибо так называемым аналитикам. В течение ряда последних лет даже наши американские коллеги на переговорах и международных конференциях говорят не о конкуренции, а о совместимости и взаимодополняемости глобальных навигационных систем.

В сегменте высокоточного позиционирования, где используется профессиональное оборудование стоимостью в десятки тысяч долларов, компании зарабатывают до 30% на продажах двухсистемного оборудования GPS/ГЛОНАСС и решений на его основе. Профессионалы раньше других поняли, что две системы лучше, чем одна, как с точки зрения увеличения количества спутников, с которых принимаются сигналы, так и в плане повышения помехоустойчивости.

Да и в других областях применения со стороны иностранных заказчиков проявляется устойчивый интерес к двухсистемной аппаратуре ГЛОНАСС/GPS. Многие государства рассматривают возможность парирования политических, экономических и технических рисков, связанных с использованием только GPS.

Так что ГЛОНАСС – это по определению глобальная система.

С позиции рядового потребителя, чем с большим количеством глобальных спутниковых навигационных систем способна работать его аппаратура, тем лучше с точки зрения доступности и качества услуги навигационного определения. Уже сегодня на рынке можно найти двух- или трехсистемную аппаратуру, которая помимо GPS и ГЛОНАСС сможет работать с сигналами Galileo. Если будут успешно развернуты орбитальные группировки Galileo и Compass, то не заставит себя ждать и ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass-аппаратура потребителя.