Система дополненной навигации GEO с использованием GPS ( GAGAN ) представляет собой реализацию региональной спутниковой системы дополнений (SBAS), созданной правительством Индии . [2] Это система для повышения точности приемника GNSS за счет предоставления опорных сигналов. [3] AAI усилия «s в направлении осуществления оперативного SBAS можно рассматривать как первый шаг на пути к внедрению современных систем связи, навигации и наблюдения / управления воздушным движением системы воздушного пространства над индийской. [4]
Расширенная навигационная система GEO | |
---|---|
Тип | Региональная спутниковая система функционального дополнения |
Разработчики | Индийская организация космических исследований , Raytheon , Управление аэропортов Индии |
Точность | 1,5 метра по горизонтали, 2,5 метра по вертикали |
Запущен | 2001 г. |
Орбитальный радиус | 26600 км (приблизительно) |
Максимальный срок службы | 15 лет |
Полностью работоспособен | 2013–14 [1] |
Стоимость проекта | ₹ 774 рупий (US $ 110 миллионов) |
В рамках проекта было установлено 15 индийских опорных станций, 3 индийских наземных навигационных станции восходящей линии связи, 3 индийских центра управления полетами, а также установлено все соответствующее программное обеспечение и каналы связи. [5] Он сможет помочь пилотам ориентироваться в воздушном пространстве Индии с точностью до 3 метров. Это будет полезно для посадки самолетов в неблагоприятных погодных условиях и при сложных подходах, таких как аэропорты Мангалор и Лех .
Выполнение
Проект стоимостью 7,74 миллиарда фунтов стерлингов (109 миллионов долларов США) был реализован в три этапа до 2008 года Управлением аэропортов Индии с помощью технологий и космической поддержки Индийской организации космических исследований (ISRO). [6] Цель состоит в том, чтобы обеспечить навигационную систему для всех этапов полета над воздушным пространством Индии и в прилегающей зоне. Он применим к операциям, обеспечивающим безопасность жизнедеятельности, и отвечает требованиям к характеристикам регулирующих органов международной гражданской авиации.
Космическая составляющая стала доступной после запуска полезной нагрузки GAGAN на спутник связи GSAT-8, который был успешно запущен. Эта полезная нагрузка также была частью спутника GSAT-4, который был утерян, когда геосинхронная спутниковая ракета-носитель (GSLV) вышла из строя во время запуска в апреле 2010 года. Окончательные приемочные испытания системы были проведены в июне 2012 года с последующей сертификацией системы в июле 2013 года. [6 ]
Технология
Для того, чтобы начать реализацию спутниковой системы функционального дополнения над воздушным пространством индийского, Wide Area усиливающей система ( WAAS ) коды для частоты L1 и частот L5 были получены из ВВС США и американского министерства обороны в ноябре 2001 года и в марте 2005 года [4 ] Система будет использовать восемь опорных станций, расположенных в Дели , Гувахати , Калькутте , Ахмедабаде , Тируванантапураме , Бангалоре , Джамму и Порт-Блэре , а также главный центр управления в Бангалоре . Оборонный подрядчик США Raytheon заявил, что они подадут заявку на создание системы. [7]
Демонстрация технологий
Национальный план спутниковой навигации, включающий внедрение системы демонстрации технологий (TDS) над воздушным пространством Индии в качестве доказательства концепции, был совместно подготовлен Управлением аэропортов Индии (AAI) и ISRO. TDS была успешно завершена в 2007 году путем установки восьми индийских справочных станций (INRES) в восьми индийских аэропортах и связанных с Главным центром управления (MCC), расположенным недалеко от Бангалора. Предварительное тестирование приемки системы было успешно завершено в декабре 2010 года [6] наземный сегмент для GAGAN, который был выставлен на Raytheon, имеет 15 базовых станции , разбросанные по стране. Два центра управления полетами вместе с соответствующими станциями восходящей связи были созданы в Кундалахалли в Бангалоре. Еще один центр управления и восходящая станция должны появиться в Дели. В рамках программы в различных местах Индии была установлена сеть из 18 станций мониторинга общего электронного содержания (TEC) для изучения и анализа поведения ионосферы в индийском регионе.
Сигнал TDS GAGAN в космосе обеспечивает точность до трех метров при 7,6 метра. Летная проверка сигнала ГАГАН проводится в аэропортах Кожикоде , Хайдарабад , Нагпур и Бангалор, и пока результаты удовлетворительные.
Изучение ионосферы
Одним из важных компонентов проекта GAGAN является изучение поведения ионосферы над индийским регионом. Это было специально рассмотрено в связи с неопределенным характером поведения ионосферы в регионе. Исследование приведет к оптимизации алгоритмов ионосферных поправок в регионе.
Для более эффективного изучения поведения ионосферы во всем воздушном пространстве Индии индийские университеты и научно-исследовательские лаборатории, которые участвуют в разработке региональной ионотропной модели для GAGAN, предложили еще девять станций TEC. [4]
Интеграция технологий
GAGAN сейчас находится в стадии эксплуатации и совместим с другими системами SBAS, такими как глобальная система функционального дополнения (WAAS), Европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS) и многофункциональная спутниковая система дополнения (MSAS), и будет обеспечивать бесперебойную работу в эфире. навигационная служба через региональные границы. [8] В то время как наземный сегмент состоит из восьми опорных станций и главного центра управления, который будет иметь подсистемы, такие как сеть передачи данных, система коррекции и проверки SBAS, система эксплуатации и технического обслуживания, дисплей мониторинга производительности и симулятор полезной нагрузки, восходящая линия связи на суше в Индии станции будут иметь сборку спутниковой антенны. Космический сегмент будет состоять из одного геонавигационного транспондера.
Эффективная система управления полетом
Система управления полетом на основе GAGAN будет готова сэкономить время и деньги операторов за счет управления профилями набора высоты, снижения и характеристик двигателя. FMS повысит эффективность и гибкость за счет увеличения использования траекторий, предпочитаемых операторами. Это улучшит доступ к аэропорту и воздушному пространству в любых погодных условиях, а также повысит способность соответствовать экологическим ограничениям и ограничениям по высоте пролета препятствий. Это также повысит надежность и сократит задержки за счет определения более точных процедур в зоне аэродрома с параллельными маршрутами и экологически оптимизированными коридорами воздушного пространства.
- GAGAN повысит безопасность за счет использования трехмерной операции захода на посадку с наведением курса на взлетно-посадочную полосу, что снизит риск управляемого полета над землей, т. Е. Аварии, когда пригодный к полету самолет под управлением пилота непреднамеренно врезается в местность, препятствие, или вода.
- GAGAN также будет предлагать высокую точность определения местоположения в широком географическом районе, таком как воздушное пространство Индии. Точность этих позиций будет одновременно доступна для 80 гражданских и более 200 негражданских аэропортов и аэродромов и будет способствовать увеличению числа аэропортов до 500, как запланировано. Эту точность определения местоположения можно дополнительно повысить с помощью наземной системы дополнения.
Разработки
Первый передатчик GAGAN был интегрирован в геостационарный спутник GSAT-4 и должен был быть введен в эксплуатацию в 2008 году. [9] [10] После ряда задержек, GSAT-4 был запущен 15 апреля 2010 года, однако этого не произошло. выйти на орбиту после выхода из строя третьей ступени геостационарной ракеты-носителя Mk.II, которая ее несла. [11]
В 2009 году Raytheon выиграла контракт на 82 миллиона долларов. В основном он был посвящен модернизации индийской аэронавигационной системы. [12] Вице-президент по системам управления и контроля, Raytheon Network Centric Systems, Энди Зогг прокомментировал:
GAGAN станет самой передовой аэронавигационной системой в мире и еще больше укрепит лидирующие позиции Индии в области аэронавигации. GAGAN значительно повысит безопасность, уменьшит загруженность и улучшит связь, чтобы удовлетворить растущие потребности Индии в управлении воздушным движением [12]
В 2012 году Организация оборонных исследований и разработок получила «миниатюрную версию» устройства со всеми функциями систем глобального позиционирования (GPS) и глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS). Модуль весом всего 17 г может использоваться на нескольких платформах, начиная от самолетов (например, крылатых или винтокрылых) до небольших лодок и кораблей. Сообщается, что он также может помочь в «приложениях для опросов». Это экономичное устройство, которое может иметь «огромное» гражданское применение. Выходные данные навигации состоят из данных о местоположении, скорости и времени GPS, ГЛОНАСС и GPS + ГЛОНАСС. Согласно заявлению DRDO, G3oM - это новейший технологический приемник, объединяющий индийскую систему GAGAN, а также глобальную систему позиционирования и системы ГЛОНАСС. [13]
Согласно хронике Декана:
Дж. Сатиш Редди , заместитель директора городского исследовательского центра Imarat, сказал, что этот продукт совершает качественный скачок в области технологий GNSS и проложил путь для очень миниатюрных систем GNSS на будущее. [13]
30 декабря 2012 года Генеральное управление гражданской авиации (DGCA) Индии в предварительном порядке сертифицировало систему GPS-управляемой гео-расширенной навигации (GAGAN) на уровень обслуживания RNP0.1 (Требуемые характеристики навигации, 0,1 морской мили). Сертификация позволила самолетам, оснащенным оборудованием SBAS, использовать сигнал GAGAN в космосе в навигационных целях. [14]
Спутники
GSAT-8 - это индийский геостационарный спутник, который был успешно запущен с помощью Ariane 5 21 мая 2011 года и расположен на геостационарной орбите под углом 55 градусов восточной долготы.
GSAT-10 предназначен для увеличения растущей потребности в транспондерах Ku- и C-диапазонов и несет 12 транспондеров Ku-диапазона, 12 C-диапазона и 12 расширенных транспондеров C-диапазона, а также полезную нагрузку GAGAN. Космический корабль имеет стандартную конструкцию И-3К с грузоподъемностью около 6 кВт при взлетной массе 3400 кг. GSAT-10 был успешно запущен Ariane 5 29 сентября 2012 года. [6]
GSAT-15 несет 24 транспондера Ku-диапазона с лучом покрытия для Индии и полезной нагрузкой GAGAN. был успешно запущен 10 ноября 2015 года в 21:34:07 UTC, завершив созвездие.
Индийское правительство заявило , что оно намерено использовать опыт создания системы Gagan для того, чтобы создание автономной региональной системы навигации под названием I ndian R егиональное N аэронавигация S atellite S ystem IRNSS , операционно известный как NavIC (аббревиатура Nav igation с я ndian с onstellation). [15]
IRNSS-1 Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS) -1, первый из семи спутников группировки IRNSS , несет навигационную полезную нагрузку и ретранслятор диапазона C. Космический корабль использует оптимизированную конструкцию И-1К с управляемой мощностью около 1660 Вт и взлетной массой 1425 кг и рассчитан на номинальный срок службы в полете 10 лет. Первый спутник группировки IRNSS был запущен на борту PSLV (C22) 1 июля 2012 года. В то время как создание всей группировки планировалось реализовать в течение 2014 года, запуск последующих спутников был отложен. [ необходима цитата ]
В настоящее время все 7 спутников находятся на орбите, но в 2017 году было объявлено, что все три рубидиевых атомных часа на борту IRNSS-1A вышли из строя, что отражает аналогичные отказы в созвездии Галилео . Первый сбой произошел в июле 2016 года, после чего вышли из строя еще два часа. Это сделало спутник несколько избыточным и потребовало замены. Хотя спутник по-прежнему выполняет другие функции, данные являются грубыми и поэтому не могут использоваться для точных измерений. ISRO планирует заменить его на IRNSS-1H в июле или августе 2017 года.
Еще два часа в навигационной системе начали показывать признаки отклонения от нормы, в результате чего общее количество вышедших из строя часов достигло пяти.
В качестве меры предосторожности для продления срока службы навигационного спутника ISRO использует только одни рубидиевые атомные часы вместо двух на оставшихся шести спутниках. У каждого спутника есть три тактовых сигнала, поэтому всего 27 часов для всех спутников в системе (включая резервные спутники). Часы IRNSS и GALILEO были предоставлены SpectraTime. ISRO заменила атомные часы в двух резервных спутниках NavIC. Неудача наступила в то время, когда IRNSS еще не приступила к коммерческой деятельности.
Приложения
Департамент лесного хозяйства Карнатаки использовал GAGAN для создания новой, точной и общедоступной спутниковой базы данных о своих лесных угодьях. Это продолжение директивы Верховного суда штатам об обновлении и размещении соответствующих лесных карт. В пилотной геопространственной базе данных лесных массивов использованы данные спутника Cartosat-2. Карты предназначены для того, чтобы избавить власти от неясностей, связанных с границами лесов, и дать ясность для лесных администраторов, налоговых органов, а также общественности, по словам Р.К. Шриваставы, главного лесоруба (штаб). [16]
Индийский национальный центр океанографических информационных служб (INCOIS) вместе с AAI запустил новую спутниковую систему GEMINI (Gagan Enabled Mariner's Instrument for Navigation and Information), которая будет предупреждать глубоководных рыбаков о предстоящих бедствиях. декодирует сигналы от устройства GEMINI и предупреждает пользователя о неминуемых угрозах, таких как циклоны, высокие волны, сильный ветер, а также о PFZ и поисково-спасательных миссиях.
Различные ракеты индийского производства, включая BrahMos, будут использовать GAGAN в качестве наведения. [17]
Смотрите также
- спутниковая система навигации
- Расширение GNSS
- Система увеличения площади
- Многофункциональная спутниковая система функционального дополнения (MSAS)
Рекомендации
- ^ "Вскоре безопасность в небе, когда Гаган с помощью GPS собирается взлететь" , The Times of India , заархивировано из оригинала 8 января 2014 г.
- ^ «Обеспечение безопасности и надежности с помощью штатной спутниковой навигационной системы ГАГАН» . Блог Times of India . 12 января 2019 . Дата обращения 7 мая 2019 .
- ^ «Индия одобряет систему Гагана» . Журнальная статья . Геодезия и картография в Азии. 15 сентября 2008 года Архивировано из оригинала 19 мая 2009 года . Проверено 5 мая 2009 года .
- ^ a b c Обновление GAGAN Доктор Арджин Сингх, дополнительный генеральный директор, Управление глобальной навигационной системы, Управление аэропорта Индии. Заархивировано 28 августа 2008 г. в Wayback Machine.
- ^ http://www.thehindu.com/news/national/kerala/gagan-system-ready-for-operations/article5565700.ece
- ^ а б в г «Спутниковая навигация - ГАГАН» . Сайт ISRO . Проверено 13 июня 2012 года .
- ^ Raytheon подает заявку на участие в проекте геосинхронной дополненной навигационной системы (GAGAN)
- ^ «ГАГАН - Навпедия» . gssc.esa.int . Проверено 22 августа 2019 .
- ^ ISRO, Raytheon завершили испытания спутниковой навигационной системы GAGAN. Архивировано 5 декабря 2006 года навеб-сайте Wayback Machine India Defense. 20 июня 2006 г.
- ^ К. Н. Сурьянараяна Рао и С. Пал. Индийская система SBAS - GAGAN. Архивировано 2 декабря 2006 г. в Wayback Machine . Резюме индийско-американской конференции по космической науке, применению и торговле. Июнь 2004 г.
- ^ Субраманиан, Т.С. (15 апреля 2010 г.). «Индийская ракета GSLV D3 терпит неудачу» . Индус . Проверено 15 апреля 2010 года .
- ^ а б «Raytheon выигрывает у Индии контракт на аэронавигацию на сумму 82 миллиона долларов» . GovCon Wire . Проверено 29 сентября 2012 года .
- ^ a b Устройство 17-gm для наведения ракет. Архивировано 5 сентября 2012 года в Wayback Machine Deccan Chronicle.
- ^ «Система GAGAN сертифицирована для работы по RNP0.1» . 3 января 2014. Архивировано из оригинала 4 января 2014 года . Проверено 3 января 2014 года .
- ^ SATNAV промышленность Знакомства 2006 архивации 31 марта 2007 в Wayback Machine . Информационный бюллетень ISRO Space India. Апрель - сентябрь 2006 г. Выпуск.
- ^ GAGAN запускает новую базу данных о лесах . Индус. Проверено 21 апреля 2015.
- ^ http://www.newindianexpress.com/states/karnataka/Desi-G3OM-Makes-BrahMos-Smarter/2014/07/09/article2320976.ece
дальнейшее чтение
- Помощь в размере 378 крор для системы GPS-навигации
Внешние ссылки
- Программа спутниковой навигации ISRO