Космический комплекс "Ураган"

Навигационный космический аппарат "Ураган" предназначен для излучения специального двухкомпонентного навигационного сигнала в виде фазоманипулированной псевдослучайной последовательности. Любой человек или транспортное средство, оснащенные специальным прибором для приема и обработки этих сигналов, могут с высокой точностью в любой точке Земли и околоземного пространства определить собственные координаты и скорость движения, а также осуществить привязку к точному времени, независимо от метеусловий, времени года и суток.
НКА "Ураган " составляет основу орбитальной группировки спутниковой радионавигационной системе системе второго поколения ГЛОНАСС. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС, относящаяся к системам двойного назначения, эксплуатируется с 1993 г. Услуги гражданским потребителям предоставляются с 1996 г.



Полный состав орбитальной группировки ГЛОНАСС, который планируется восстановить к 2007 г., включает 24 НКА "Ураган", равномерно размещенных в трех орбитальных плоскостях. Основной геометрической характеристикой штатной орбитальной группировки, от которой зависит точность навигации наземных потребителей в ГЛОНАСС, являются геометрические свойства созвездия НКА, которое «видит» наземный потребитель. Минимально необходимое для наземного потребителя оптимальное созвездие содержит четыре НКА: один НКА вблизи зенита, три НКА вблизи горизонта равномерно разнесены по направлению.

Координаты подвижного объекта в системе определяются с помощью стандартного навигационного GPS/"Глонасс"-приемника, встроенного в терминал пользователя. Такой приемник позволяет определять не только координаты (широту и долготу), но и скорость движения объекта, точное время. Для определения координат потребителя необходимо знать координаты спутников (не менее 4) и дальность от потребителя до каждого видимого спутника, которая определяется в навигационном приёмнике с точностью около 1 м.
Современные GPS-устройства обычно оснащены 6-8 приемниками, что позволяет отслеживать практически все навигационные спутники, находящиеся в зоне радиовидимости объекта. Если каналов меньше, чем "наблюдаемых" спутников, автоматически выбирается наиболее оптимальное сочетание НКА. Скорость обновления навигационных данных - 1 с. Время обнаружения зависит от числа одновременно наблюдаемых спутников и режима определения местоположения.



ГЛОНАСС со штатной группировкой НКА можно обеспечить оперативную автономную глобальную навигацию подвижных объектов (сухопутных, морских, воздушных) с максимальными погрешностями определения трех координат объекта:
в годы максимальной солнечной активности - 60 м для горизонтальных координат и 100 м для вертикальной координаты;
в годы минимальной солнечной активности - 30 м для горизонтальных координат и 50 м для вертикальной координаты.
Погрешности (0,95) навигационных определений в аналогичной американской спутниковой радионавигационной системы НАВСТАР составляют не более 100 м для горизонтальных координат и не более 156 м для вертикальной координаты.

НКА "Ураган" конструктивно состоит из цилиндрического гермоконтейнера с приборным блоком, рамы антенно-фидерных устройств, приборов системы ориентации, панелей солнечных батарей с приводами, блока двигательной установки и жалюзи системы терморегулирования с приводами. На спутнике также установлены оптические уголковые отражатели, предназначенные для калибровки радиосигналов измерительной системы с помощью измерений дальности до спутника в оптическом диапазоне, а также для уточнения геодинамических параметров модели движения спутника. Конструктивно уголковые отражатели формируются в виде блока, постоянно отслеживающего направление на центр Земли. Площадь уголковых отражателей - 0,25 м2.
В состав бортовой аппаратуры входят:

навигационный комплекс;

комплекс управления;

система ориентации и стабилизации;

система коррекции;

система терморегулирования;

система электроснабжения.

Погрешность ориентации на центр Земли не хуже 3град., а отклонение нормали к поверхности солнечной батареи от направления на Солнце - не более 5град. Для минимизации возмущений на движение центра масс спутника разгрузка двигателей маховиков производится с помощью магнитопровода. В качестве исполнительного органа при осуществлении успокоения и стабилизации спутника во время выдачи импульса коррекции используется двигательная установка.
Режим успокоения, в результате которого происходит гашение угловых скоростей, включается в зоне радиовидимости.
Система коррекции обеспечивает приведение спутника в заданное положение в плоскости орбиты и его удержание в данных пределах по аргументу широты. Система включает двигательную установку и блок управления ей. Двигательная установка состоит из 24 двигателей ориентации с тягой 10 г и двух двигателей коррекции с тягой 500 г.

С декабря 2001 г. при восполнении орбитальной группировки применяться НКА второй модификации, которые по сравнению с НКА "Ураган" первой модификации обладают следующими основными преимуществами:
- более стабильный бортовой АСЧ, имеющий среднеквадратическое относительное отклонение среднесуточных значений частоты не хуже 1×10-13;
- меньше уровень немодулированных возмущений орбиты НКА, что позволит повысить точность определения и прогноза ЭИ;
- двухкомпонентный навигационный радиосигнал (узкополосный и широкополосный) в обоих диапазонах частот 1600 МГц и 1250 МГц;
- срок активного существования увеличен до 7 лет.



Выведение НКА "Ураган" на орбиту осуществляется с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя "Протон", разгонного блока Д (11С861-01) и СЗБ 11Ф639.М0000-0-01. Одним носителем одновременно выводятся три НКА.
Перевод каждого спутника в заданную точку орбитальной плоскости производится с помощью собственной двигательной установки.
С 2004 года начнутся летные испытания малогабаритного спутника ГЛОНАС-К со сроком активного существования не менее 10 лет. В течение двух лет планируется выполнить четыре запуска с использованием как ракет-носителей "Протон", так и "Союз-2". "Протон" сможет выводить на орбиту по 6 спутников ГЛОНАС-К, а "Союз-2" - по два таких аппарата



Основные характеристики
Навигационные ретрансляторы
Диапазон рабочих частот, МГц 1602,0-1615,5) ± 0511
Мощность принимаемого сигнала, дБВт -9
ЭИИМ, дБВт 25...27
Скорость передачи информационных данных, бит/с 50
Точность навигационных определений
Погрешность определения местоположения, м 100 (СКО)
Погрешность определения скорости движения, м/c 0,9
Погрешность определения времени, мс 1
Спутник
Габариты
Длина, м 7,84
Диаметр, м 1,35
Масса (б/пр), т 1,415
Мощность солнечных батарей, Вт 1600
Срок эксплуатации, лет 2-3
Параметры обриты
высота круговой орбиты, км 19100
наклонение, град 64,8
период обращения, час. 11,75
Гарантийный срок службы, лет 3
Средства выведения на орбиту РН "Протон-К"/РБ

http://vs.milrf.ru/armament/vks/uragan.htm

Космические аппараты семейства «Глонасс» («Ураган») для отечественной глобальной навигационной спутниковой системы были спроектированы в конструкторском бюро НПО прикладной механики (ныне – ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева») в г. Красноярск-26
(Железногорск).



С 1982 года в эксплуатации находились космические аппараты «Глонасс» (11Ф654). Такие спутники запускались до 2005 года включительно. В августе 2009 года из системы был выведен последний космический аппарат «Глонасс». В настоящее время эксплуатируются только спутники модифицированной серии «Глонасс-М», первый из которых был запущен в декабре 2003 года.



«Глонасс» и «Глонасс-М» основаны на сходных проектноконструкторских решениях и на общей космической платформе герметичного исполнения. Основные изменения в модернизированном аппарате свелись прежде всего к модификации антенно-фидерного устройства, увеличению роектного срока активного существования до семи лет и введению второй навигационной частоты для гражданских пользователей.



Навигационный спутник «Глонасс-М» имеет по сравнению со спутником «Глонасс» лучшие целевые и эксплуатационные характеристики, увеличенный ресурс работы.

В общем случае эксплуатация спутника предполагает следующие этапы полета:

• выведение спутника на орбиту после отделения его от разгонного блока продолжительностью от 5 до 12 витков; здесь производится проверка работоспособности всех бортовых систем;
• приведение и постановка спутника в системную точку с заданными периодом обращения и угловым положением в системной плоскости (продолжительность этого этапа – от одной недели до одного месяца и определяется угловым положением спутника в точке выведения на орбиту и системной точкой спутника);
• штатная эксплуатация спутника;
• нахождение спутника вне системы (например, при проведении профилактических и восстановительных работ по командам с комплекса управления).

Спутники «Глонасс-М» конструктивно состоят из цилиндрического гермоконтейнера с приборным блоком, рамы антенно-фидерных устройств, приборов системы ориентации, панелей солнечных батарей с приводами, блока двигательной установки и жалюзи системы терморегулирования с приводами.

На спутниках также установлены оптические уголковые отражатели, предназначенные для калибровки радиосигналов измерительной системы с помощью измерений дальности до спутника в оптиче-
ском диапазоне, а также для уточнения геодинамических параметров модели движения спутника. Конструктивно они формируются в виде блока, постоянно отслеживающего направление на центр Земли.

В состав бортовой аппаратуры входят:

• навигационный комплекс;
• комплекс управления;
• система ориентации и стабилизации;
• система коррекции;
• система терморегулирования;
• система электроснабжения.


Основные характеристики КА системы ГЛОНАСС-М

Первый запуск 2003
Основные особенности две «гражданские» частоты
Ожидаемый объем заказа 12 шт. (03.03.2004)
Запущено КА 28 (17.11.2010)
Планируемый срок вывода из эксплуатации 2013
Масса, кг 1415
Диаметр, м 1,3
Длина с развернутой штангой магнитометра, м 7,84
Ширина с развернутыми панелями солнечных батарей, м 7,23
Система электропитания, Вт 1450
Навигационная полезная нагрузка:
масса, кг 250
энергопотребление, Вт 580
Точность ориентации КА, град. 0,5
Точность наведения солнечных батарей, град. 2
Точность временного сигнала, с 1 • 10 –13
Срок активного существования, лет 7
Средства выведения по 3 КА на РН «Протон» или по 1 КА на РН «Союз-2»

http://www.tsenki.com/launch_services/help_information/deduced_loadings/view/?SECTION_ID=27&ELEMENT_ID=6156

«Глонасс-К» – новый российский космический аппарат глобальной навигационной системы ГЛОНАСС, представляющий третье поколение отечественных навигационных спутников.



Он имеет следующие основные отличительные особенности в сравнении со спутником «Глонасс-М»:
• введена третья частота в L-диапазоне для повышения надежности навигационных определений;
• увеличен срок функционирования КА;
• уменьшена масса спутника;
• дополнительно размещена аппаратура международной системы поиска и спасания КОСПАС-SARSAT.



Введение нового гражданского навигационного сигнала с кодовым разделением в частотном диапазоне L3 позволит существенно повысить точность навигационных определений, а также усовершенствовать наземную аппаратуру потребителей.
Спутник «Глонасс-К» создан на базе негерметичной платформы «Экспресс-1000». Основа конструкции космического аппарата – корпус в форме параллелепипеда, изготовленный из сотовых панелей.
На внутренних поверхностях сотопанелей, которые одновременно являются радиаторами-излучателями, устанавливается бортовая аппаратура, способная работать в условиях открытого космоса. Отсутствие гермоконтейнера дает существенный выигрыш по массе спутника, которая составляет 935 кг (для сравнения, масса КА «Глонасс-М» – 1415 кг).
В состав бортовой аппаратуры входят:
• навигационный комплекс;
• комплекс управления;
• система ориентации и стабилизации;
• система коррекции;
• система терморегулирования;
• система электроснабжения.

http://www.tsenki.com/launch_services/help_information/deduced_loadings/view/?SECTION_ID=27&ELEMENT_ID=7149

9.7.8. КОМПЛЕКСЫ КООРДИНАТНО-МЕТРИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Комплексы координатно-метрического обеспечения. Потребности современных систем вооружения продиктовали необходимость создания высокоточных средств координатно-метрического обеспечения Вооруженных Сил – навигационно-временных и геодезических комплексов. Первые в СССР разработки специализированных навигационных и геодезических КА относятся к концу 60-х годов. В 1976 г. начала формироваться орбитальная группировка на базе навигационных спутников типа «Космос-1000», получившая название «Цикада». С 1982 г. запускаются спутники более совершенной и широко известной в мире глобальной навигационной системы «ГЛОНАСС». С начала 90-х гг. проблемы геодезической привязки объектов на поверхности Земли решаются с помощью комплекса, получившего наименование «ГЕО-ИК».

Со временем космические системы координатно-метрического обеспечения нашли широкое применение при решении многих научных и практических задач. Изучение фигуры Земли и дрейфа континентов, взаимная привязка объектов на поверхности Земли, составление высокоточных географических карт, навигация морских судов, самолетов, геологических экспедиций, других мобильных (в т.ч. персональных) потребителей сегодня не мыслятся без космических средств.

Разработками конца 70-х – начала 90-х годов, помимо упомянутых комплексов, стали навигационный комплекс «Надежда» и геодезический комплекс «Эридан».

«Цикада» - космическая навигационная система для обеспечения навигации морских судов. Орбитальная группировка состоит из 4-х КА (типа «Космос-1000») на круговых орбитах высотой около 1000 км, разнесенных по наклонениям на 45º. Метод навигации – пассивный доплеровский с периодичностью измерений 0,5-2,5 часа и точностью определения координат 80-100 м. Начало формирования системы – 1976 г.

«Надежда» - навигационный ИСЗ, созданный на базе навигационных спутников первого поколения системы «Цикада» с дооснащением аппаратурой для обнаружения терпящих бедствие судов и самолетов. Вошел в единую международную службу поиска и спасания «КОСПАС-САРСАТ», принятую в опытную эксплуатацию в 1984 г. и в штатную эксплуатацию – в 1987 г. Первый запуск ИСЗ «Надежда» - 1989г.

«ГЛОНАСС» - глобальная навигационная спутниковая система для определения местоположения подвижных объектов, в том числе и по высоте, скорости их перемещения и обеспечения потребителей сигналами точного времени. В системе предусмотрено использование 24-х навигационных спутников «Глонасс-М», «Глонасс-К», а в перспективе – «Глонасс-КМ», расположенных на круговых орбитах высотой 19100 км в трех плоскостях под углом 120º друг к другу. Система обеспечивает измерения плановых координат с точностью 100 м, высоты – 150 м, скорости – 0,15 м/сек, времени – 1 мкс. Первый запуск ИСЗ системы «ГЛОНАСС» («Космос-1383») осуществлен в 1982 г. В 1993 г. еще не сформированная до проектной конфигурации система была принята в штатную эксплуатацию, а в 1995 г. орбитальная группировка системы была доведена до штатного состава – 24 спутника.

В 2010 г., после вывода на орбиту спутников ГЛОНАСС нового поколения, общее количество действующих КА составило 22, а интегральная доступность местоопределения по сигналам ГЛОНАСС достигла 100% на территории России и 99% глобально.

«Эридан» - космический геодезический комплекс на основе КА «Эридан» для создания единой (мировой) геодезической системы координат повышенной точности на всю поверхность Земли, уточнения параметров фигуры Земли и ее гравитационного поля, а также геодезических связей между островами и континентами земного шара.

На КА установлены уникальные приборы (высотомер, дальномер, доплеровские измерители и др.), превосходящие все мировые аналоги и позволяющие определить местоположение объектов на Земле с точностью до 0,5 м. Начало эксплуатации – 1981 г.

ГЕО-ИК – многофункциональный КА для геодезических измерений с целью привязки наземных объектов в определенной заказчиком системе координат, создания региональных геодезических сетей. Имеет в своем составе радиовысотомер с точностью определения высот до морской поверхности 3-5 м; доплеровскую систему; ретранслятор дальномерной запросной системы; систему световой сигнализации; уголковые отражатели. Обеспечивает высокие точности измерений. Первый запуск – 1994 г.

Группировку спутников геодезического назначения должны пополнить аппараты Гео-ИК-2.

http://www.voina-i-mir.ru/article/485